Antimaterijski „ples smrti"

INTERVJU
U Institutu za fiziku u Zemunu domaći i strani istraživači, predvođeni akademikom Zoranom Petrovićem, iskušavaju svojstva antimaterije u ogledima, ni izdaleka sličnim tajanstvenim opisima Dena Brauna u romanu „Anđeli i demoni”. Od otkrića prve antičestice, pozitrona, prohujale su tri četvrtine veka, a naučnici još nemaju valjano tumačenje gde je iščezla (ako jeste) tolika antimaterija koje je bilo, otprilike, u istom iznosu kao materije u trenu nastanka kosmosa („Veliki prasak”).

Za sada pouzdano znamo da antisvet još nije otkriven.

Zbog čega je, uopšte, važno otkriće pozitrona? Koliko to je osnažilo naše razumevanje prirode, i u velikom i u malom?

– Pomislite samo, ceo svet antimaterije nije postojao u našim umovima dok se jedan britanski mladić nije usudio da tako protumači svojie jednačine. Iz te intelektualne hrabrosti (i naravno, genijalnosti) nekoliko godina kasnije iznikla je eksperimentalna potvrda. Tako smo odjednom dobili polovinu univerzuma (kolikogod da je, možda, manja od ove naše) koje nismo bili svesni. Zar to nije dovoljno da bude jedan od velikih datuma u istoriji čovečanstva? A ono što je usledilo, kao što su otkrića antiprotona, antivodonika, pozitronijuma i prošle godine molekula pozitronijuma, zaista je fantastično. Do tada su bile poznate samo dve elementarne čestice, elektron i proton, a postojanje treće nije bilo lako prihvaćeno.

Imate li utisak da su, donekle, prećutane ogromne zasluge Pola Diraka, a da se, uglavnom, čak i među fizičarima, jedino pripisuju Karlu Andersonu? Da li je drugi prethodno pročitao naučni rad prvog?

– Da, to je tačno. Profesor Stiv Bakman skrenuo mi je pažnju da se u eksperimentalnom radu Karla Andersona ne spominje Pol Dirak; malo sam istražio i zanimljivo je, čini se, da zaista nije znao za radove prethodnika, čak tvrdi da ih nije razumeo posle zadocnelog čitanja. Izgleda da ni sam Dirak nije prepoznao svoj pozitron u Andersonovom. Velikani fizike u to vreme, nobelovci Nils Bor i Ernst Raderford, pa ni Robert Miliken (odredio naelektrisanje elektrona) s kojim je Anderson sarađivao, nisu lako prihvatili pozitron. Čak se neko vreme govorilo o tri različite čestice.

Kasnije, međutim, Anderson nije poricao doprinos Diraka. Važno je znati da se slavi sam čin eksperimentalnog otkrića.

S kojih razloga se izostavljaju sovjetske (ruski) preteče u ovome?

– Ako mislite na Dmitrija Skobeljcina, ta priča je prilično čudna. Sam Pol Dirak je u razdoblju opiranja Andersonovom otkriću pokušavao da dokaže da je nekoliko godina ranije čuo za Skobeljcinove rezultate koji su pokazivali postojanje pozitrona. Skobeljcin je, međutim, tvrdio je da je to bila eksperimentalna greška i da nikada nije rekao da je otkrio pozitron.

Kakvo je uzbuđenje u naučničkom bratstvu izazvala novost da je 1995. načinjen prvi atom antimaterije – antivodonik? S kojim umnim prodorom se to može uporediti?

– Sva ta otkrića, i pozitron, i antiproton, i antivodonik, i pozitronijum, dočekana su veoma hitrim odzivom naučne javnosti, što svedoči da su Nobelove nagrade podeljene posle samo nekoliko godina. I dok pozitron sam za sebe kao jedna lasta ne čini antimateriju, antivodonik je već prava antimaterija.

Meni je najzanimljiviji pozitronijum – svojevrsni „ples smrti” elektrona i pozitrona – koji se nakratko povežu da odigraju nekakvu polku pre vlastitog poništenja (anihilacija). A opet prošle godine su Alan Mils i Dejvid Kasidi napravili veliki iskorak: otkrili su molekul pozitronijuma; dva kvaziatoma su se u deliću vremena svojeg postojanja ujedinili u molekul. To je kratkoživeći svet bez budućnosti duže od nekoliko milisekundi (hiljaditinka sekunde).

Zašto se naš svet, jedini za koji znamo, sastoji samo od materije, kada osnovne čestice imaju svoje dvojnike – antičestice?

– Eh, kad bih samo znao odgovor!Prvi se to pitao nobelovac Andrej Saharov i sjajan je dokaz za mudrost koju je izrekao Ežen Jonesko da je prosvetljenje u postavljanju pitanja, a ne u nalaženju odgovora. Saharov je dao fenomenološke smernice za objašnjenje za kojim još tragamo.

Ako je u prvih nekoliko delića sekunde stvaranja kosmosa bilo podjednako materije i antimaterije, kuda je iščezla ova druga?

– Kao prvo, ko može da dokaže da nema antimaterije, to se samo nama tako čini, tako govore eksperimenti, više naša posmatranja kosmosa. Najjače opravdanje u prilog jeste da kosmički materijal koji dolazi iz udaljenih krajeva sadrži pretežno ono što znamo kao materiju, a ne vidimo karakteristične gama-zrake koji nastaju u anihilaciji. Ako je zaista tako, a savremene teorije govore da je nastalo isto materije i antimaterije u „Velikom prasku”, sasvim je smisleno pitanje: gde je ta antimaterija? Izgleda da je priroda učinila da se u nekim odlikama materija i antimaterija razlikuju, danas se pretpostavlja da su te razlike bile ključne. Jednostavno u jednom od dva postojeća (pokušaja) objašnjenja materija je efikasnije prodrla u područje te eksplozije koje je obrazovalo prostor i vreme našeg kosmosa.

Verujete li u postojanje antisveta? U kolikoj meri važeći zakoni fizike potkrepljuju takvo viđenje?

– Nije bitno u šta verujem, samo prenosim da današnja nauka ne veruje u njegovo postojanje. Važeći zakoni ne stoje na putu tom zaključku, on je pre svega empirijski, ali ne daju objašnjenje.

Možemo li imati ikakve koristi od antičestica?

– Već imamo mnogo, s obzirom na toliko malo antičestica na raspolaganju. Svi su čuli za pozitronsku emisionu tomografiju (PET): pozitroni obeleže neka jedinjenja koja uveliko učestvuju u metabolizmu, tako se može tačnije saznati, na primer, gde se nalazi tumor. Činjenica da pozitroni različito potraju u gasu i u čvrstoj materiji koristi se za ispitivanje unutrašnjosti materijala.

Moja grupa ubacuje čestice antimaterije, posebno pozitrone, u gasove, čvrste materijale, pa i ljudsko tkivo prateći kuda se kreću, gde nestaju i kako ih možemo bolje nadzirati. Smatram da naši radovi objavljeni ove godine predstavljaju, u neku ruku, začetak gasne pozitronike koja nam je donela mnoga iznenađenja, iako smo u gasnoj elektronici (kretanja elektrona u gasovima) zavirili u gotovo svaki poznati i doskora nepoznati ćošak.

Otkuda je isrksnuo još jedan Den Braun da rastumači osobine elektrona i pozitrona? Zar nas nije dovoljno preplašio pisac „Anđela i demona” i „Da Vinčijevog kôda”?

– Sve je, zaista, čudno. U „Anđelima i demonima” Den Braun razmatra antimaterijski terorizam, a u „Da Vinčijevom kodu” prati sudbinu Hristovih bioloških naslednika, „sveti gral”, na čije mesto skrivanja ukazuje prst s nadgrobnog spomenika lorda Alfreda Tenisona. Činjenica je da sam išao u London kod Džonatana Tenisona, pesnikovog praunuka, i da sam tamo od samoga Dena Brauna dobio kod. I da sve to ima veze i s materijom i sa antimaterijom. Potom je Tenison bio kod nas i poslao nekolicinu saradnika da nam pomognu u razumevanju koda. On je šef katedre za fiziku na Univerzitetu Koledž u Londonu i jedan od vodećih u svetu u proračunavanju sudara elektrona i pozitrona s molekulima (antimaterije i materije) pomoću kompjuterskih kodova. Mi smo bili jedni od prvih kupaca-saradnika u primeni tih kodova, a posao je vodio budući doktor nauka Den Braun.

Previše slučajnih podudarnosti, zar ne?