Пред вратима антисвета

У подземним ходницима дубоким стотину метара, у највећој „крцкалици честица” на свету, под окриљем ЦЕРН-а надомак Женеве, физичари су вештачки начинили антиматерију и накратко је задржали у заробљеништву.

То је рођена сестра свеприсутне материје од које је све саздано – и бесконачни космос и малецни људи, уколико бисте је гледали у огледалу. Чували су је дуже од 170 хиљадитих делића секунде (док једном или једном и по пута не трепнете) у „магнетском притвору” да би је проучавали, пре него што је заувек ишчезла. Од чега је она сачињена?

Судећи према чланку у цењеном часопису „Нејчер”, од 38 атома антиводоника – „огледалске сабраће” водоника који заједно с кисеоником испијамо у свакој чаши воде. И вискија, ако имате пара да га поручите.

У првих неколико делића секунде стварања космоса пре 13,7 милијарди година („Велики прасак” или Big Bang) имало је подједнако материје и антиматерије. Куда је потоња ишчезла?

Закони природе (физички) учинили су да се у неким одликама материја и антиматерија разликују. Данас се претпоставља да су те разлике биле кључне. Једноставно, у једном од два постојећа (покушаја) објашњења материја је продрла у подручје поменуте експлозије које је образовало простор и време нашег космоса. Испоставља се да је антиматерија имала мање успеха.

Кратки „плес смрти”

Општеприхваћена теорија у физици, Стандардни модел, која описује најситније састојке и владајуће силе у космосу, каже да је антиматерија састављена од основних (елементарних) античестица, спин или обртање ...) по којима се разликују од осталих.

За сваку постоји одговарајућа античестица, чије су поједине одлике (попут масе или спина) једнаке, а друге (као што су наелектрисање или магнетни моменат) супротне. Најпознатији пример су електрон, чији су наелектрисање и магнетни моменат супротни, а остале особености истоветне.

Материја и антиматерија у магновењу одиграју „плес смрти”, поништавајући једна другу уз ослобађање огромне енергије у виду гама зрачења и сличних исијавања. На постојање античестица и антиматерије први је 1928. указао енглески научник Пол Дирак, доцније нобеловац, замишљајући позитивно наелектрисани електрон или позитрон, што је у огледима потврђено четири године касније. Од 1955. године, када су у акцелераторима („сударачи честица”) уочени антипротон, у опитима је опажен низ античестица.

Године 1995. у ЦЕРН-у (Европски центар за нуклеарна истраживања) и Фермијевој националној лабораторији (САД) први пут је вештачки створен антиводоник – први антиатом. Код обичног водоника око протона који представља атомско језгро кружи један електрон, а код антиводоника око антипротона облеће антиелектрон (позитрон).

Као што свакојаким обједињавањем (комбинација) најсићушнијих честица настаје материја, на исти начин од античестица настаје антиматерија. Постојан атом антиводоника може, на пример, настати везивањем позитрона за антипротон, са особинама које би требало да буду исте као код обичног водоника. И заиста, у сударима антипротона с млазом атома ксенона појавио се атом антиводоника. А понекад братски пар електрон–позитрон.

Скок над скоковима

Издвојени атом антиводоника потраје колико изолован атом водоника. Али чим дође у додир са обичном материјом, заувек нестане (анихилације). Пошто честице путују брзином блиском светлосној (то је коначна брзина у космосу: око 300.000 километара у секунди), време живота антиводоника у акцелератору се оконча након преваљених десетак метара до зида (4 × 10-8 секунди).

Физичари се упињу да атоме антиводоника што дуже задрже у електричном и магнетском пољу, одвајајући их од обичне материје. Зашто? Надају се да ће одшкринути врата антисвета.

Својства антиматерије искушавају се у огледима, ни издалека сличним тајанственим описима Дена Брауна у роману „Анђели и демони”. (Сетите се завереника који покушавају да украду тајанствену антиматерију.) И веома скупим: за грам морате утрошити 25 милијарди долара!

Од открића прве античестице, позитрона, прохујало је 77 лета, а научници још немају ваљано тумачење где је ишчезла (ако јесте) толика антиматерија – које је, како се претпоставља, било отприлике у истом износу као и материје у трену настанка космоса („Велики прасак”).

Колико је позитивни електрон (предлагани су називи негатрон и орестон) променио наше поимање стварности?

За сада једино знамо да антисвет није откривен, а антиматерије је толико мало створено да се терористи не би ни овајдили.

„Могуће је да је откриће антиматерије био највећи скок од свих великих скокова у физици нашег столећа. Оно је променило сва наша схватања о природи материје”, рекао је нобеловац Вернер Хајзенберг.

Станко Стојиљковић