Cernin tutkijaryhmä teki mullistavan Big Bang -havainnon
20 vuoden työn jälkeen tutkijat ovat vihdoin löytäneet menetelmän, jolla antiainetta voidaan analysoida. Siten alkuräjähdyksen ja koko universumin synnyn tutkimus on ottanut valtavan loikan.
Cernin tutkijaryhmä on ensimmäisen kerran onnistunut analysoimaan antiainetta ja tehnyt myös spektroskopisia mittauksia maailmankaikkeuden synnyn kulmakivistä.
Antiaine on fysiikassa edellytys sille, että alkuräjähdysteoriassa ylipäänsä voi olla mitään järkeä. Ilman antiainetta ei ääretön ja täynnä ainetta oleva universumi olisi voinut syntyä tyhjyydestä.
Ilman antiainetta meitä ei olisi olemassa
Alkuräjähdysteoriaon nimittäin yhtä yksinkertainen kuin se tähän asti on ollut mahdoton todistaa:
Jotta kaikki aine voisi olla syntynyt tyhjästä, pitää olla olemassa yhtä paljon antiainetta ja ainetta – toisin sanoen pitää olla olemassa yksi antiaineatomi jokaista maailmankaikkeuden atomia kohden.
Kenelläkään ei kuitenkaan ole minkäänlaista käsitystä siitä, missä universumin antiaine oikein piileksii, mutta jotta fysiikan perusteoriat maailmasta pätisivät, antiainetta pitää olla olemassa. Ja lisäksi näiden antiaineatomien ominaisuuksien pitää vastata tavallisten atomien ominaisuuksia.
Mullistava analyysi ei pettänyt
Tässä Cernin ALPHA-hankkeen vastikään julkaistun antivedyn spektroskooppianalyysin tulokset tulevat kuvaan mukaan.
Antivety on kaikkein yksinkertaisimman atomin, vedyn, antiaine. Siinä, missä vety koostuu yhdestä elektronista ja yhdestä protonista, antivedyssä on yksi positroni ja yksi antiprotoni.
Analyysin tulokset osoittavat Nature-tiedelehden mukaan, että antivety – olemassaolevien fysiikan mallien onneksi – käyttäytyy ilmeisesti juuri niin kuin vetykin.
20 vuoden tutkimuksen huipennus
Tutkijat ovat tunteneet antivedyn jo vuodesta 1990 alkaen, mutta sen tutkimuksen suuri haaste on siinä, että aine ja antiaine eivät voi olla milloinkaan olemassa samassa paikassa.
Jos aine ja antiaine kohtaavat, ne kumoavat oitis toisensa ja muuttuvat silkaksi energiaksi.
Siksi antiaineen analyysi ja havaitseminen on ollut fysiikan alan suuri tavoite jo yli 20 vuoden ajan.
"Tämä tarkoittaa sitä, että nyt voimme keskittyä kehittämään antiaineen tarkkoja mittauksia varten vaadittavia menetelmiä. Kyseessä on virstanpylväs, joka on alalla 20 vuoden ajan tehdyn kovan työn huipennus”, sanoo Cernin ALPHA-tutkimusryhmän johtaja professori Jeffrey Hangst.