• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
27 сентября
Александр Березин
15
10 600

Падение антиматерии «закрыло» антигравитацию

5.7

Хотя итоги нового эксперимента совпали с общими предсказаниями теории Эйнштейна, по ряду причин полученный результат не был очевиден заранее. Экспериментальные данные впервые позволили решить столь важный вопрос окончательно.

Часть установки ALPHA-g, использованной в новом эксперименте / © CERN

Принцип слабой эквивалентности сил гравитации и инерции Общей теории относительности Эйнштейна указывает, что все объекты, вне зависимости от их массы или конкретного состава, должны падать в гравитационном поле в одном направлении. Другой вывод просто несовместим с видением гравитации в ОТО.

Однако на протяжении десятков лет целый ряд физиков пытались выдвигать иные предположения — основывая свои попытки на том, что ОТО обладает, на их взгляд, некоторыми слабостями. Первой стало предсказание состояния сингулярности (при котором физические законы не работают, а время не течет) в момент старта Большого взрыва. Вторым многие посчитали отсутствие квантовой теории гравитации — из-за моды на квантовый подход этим ученым казалось, что и гравитация должна быть описана с таких позиций, хотя сам Эйнштейн подобное мнение не разделял.

В этом смысле возможность установить, ведет ли себя антиматерия так, как предсказывает его теория или как предполагали многие сторонники создания квантовой теории гравитации, имела очень большое значение. Если антивещество «падает» вверх, то основные постулаты ОТО нуждаются в корректировке, либо, как это формулируют иные исследователи, «перед нами открывается дорога для Новой физики».

Было и множество гипотез «с практическим уклоном» — о том, что антивещество будет отталкиваться обычной гравитацией, на основе чего можно будет создать «антигравитационные машины». В XX веке в США была даже правительственная программа, исследующая такую возможность.

На практике прояснить вопрос оказалось исключительно сложно: антиматерию трудно создать и изолировать от обычной так, чтобы удерживающие ее при этом магнитные поля не «зашумляли» воздействие гравитации на античастицу.

В 2018 году специальная группа при ЦЕРН запустила ALPHA-g — специализированную магнитную ловушку для атомов антиводорода, созданную именно для проверки такой возможности. Атомы антивещества — антиатомы — сперва «подвешивали» в вакуумной камере, а потом так отключали действующие на них магнитные силы (они же силы, удерживающие атом в пустоте), чтобы можно было непосредственно увидеть, куда же падает антивещество.

Для этого установка использовала мощный источник античастиц:

/ © CERN

По расчетам, в случае правоты принципа слабой эквивалентности ОТО 20 процентов всех пойманных в ловушку атомов антиводорода должно было покидать ее через верх, а 80 процентов — через низ. Именно так и произошло в не раз повторенных экспериментах.

Таким образом, международной группе исследователей удалось зафиксировать, что движение антивещества в цилиндре происходит точно как у обычных атомов — вниз, а не вверх. Это сразу закрывает гипотезы «антигравитации».

В то же время, отметили авторы новой работы в журнале Nature, остается неясным, насколько сильно антивещество притягивается гравитацией Земли. С точки зрения ОТО это должно происходить точно так же, как для обычного вещества. Но пока точности наблюдений ALPHA-g не хватает, чтобы подтвердить это экспериментально. Ученые надеются добиться такого результата в будущем.

От того, насколько верна ОТО, фактически зависит не только наше понимание поведения антивещества, но и вся картина Вселенной. Сейчас уже ясно, что прежняя идея о некоей сингулярности в момент Большого взрыва нерабочая. Однако, как неоднократно отмечал Naked Science, варианты решения этой проблемы сильно различаются между собой. Часть физиков пытаются решить ее с позиций квантовой механики, а часть, напротив, с позиций теории относительности Эйнштейна.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 22:15
Василий Парфенов

Канадские палеонтологи завершили изучение уникальных останков детеныша тираннозавра, обнаруженных в провинции Альберта четырнадцать лет назад. Это первая в истории окаменелость молодняка этого семейства, в которой сохранилось содержимое желудка. Благодаря такому везению, ученые смогли наконец подтвердить давно существовавшую гипотезу, согласно которой взрослые особи и детеныши тираннозаврид занимали разные экологические ниши.

Позавчера, 13:25
Василий Парфенов

Китай и Египет подписали сразу несколько документов, закрепляющих сотрудничество обоих государств в деле освоения космического пространства. Одним из наиболее важных можно назвать соглашение об участии в проекте международной лунной станции. Поднебесная старается привлечь как можно больше партнеров к этой инициативе, формируя своеобразный противовес американским «Соглашениям Артемиды».

8 декабря
Юлия Трепалина

Отсутствие спирта в безалкогольном или слабоалкогольном пиве может делать такие сорта более уязвимыми для бактерий и других факторов порчи в процессе производства, хранения и розлива. Это экспериментально подтвердили американские ученые.

Позавчера, 22:15
Василий Парфенов

Канадские палеонтологи завершили изучение уникальных останков детеныша тираннозавра, обнаруженных в провинции Альберта четырнадцать лет назад. Это первая в истории окаменелость молодняка этого семейства, в которой сохранилось содержимое желудка. Благодаря такому везению, ученые смогли наконец подтвердить давно существовавшую гипотезу, согласно которой взрослые особи и детеныши тираннозаврид занимали разные экологические ниши.

Позавчера, 13:25
Василий Парфенов

Китай и Египет подписали сразу несколько документов, закрепляющих сотрудничество обоих государств в деле освоения космического пространства. Одним из наиболее важных можно назвать соглашение об участии в проекте международной лунной станции. Поднебесная старается привлечь как можно больше партнеров к этой инициативе, формируя своеобразный противовес американским «Соглашениям Артемиды».

8 декабря
Александр Березин

В России в рамках комплексной программы развития атомной науки, техники и технологий активно строят МБИР — Многоцелевой научно-исследовательский реактор четвертого поколения на быстрых нейтронах. Это первый в своем роде научно-исследовательский реактор в мировой практике. Почему и за счет чего именно он стал таким?

15 ноября
Александр Березин

Парниковый эффект от американского природного газа, поставляемого в Старый Свет, неожиданно оказался выше, чем от сжигания местного угля. И намного выше, чем от российского газа.

1 декабря
Александр Березин

Судно Yara Eyde станет первым, плавающим только на этом виде топлива, что потребует существенных модификаций судового двигателя. Его токсичность настолько высока, что предельно допустимая концентрация подобного горючего в 15 раз ниже, чем у солярки, применяемой в контейнеровозах сегодня. Производитель решился на столь непростой шаг ради экологии.

22 ноября
Игорь Байдов

Стало известно, почему при взрыве гремучего золота — взрывчатого вещества — появляется эффектный пурпурный дым. Эта тайна волновала умы ученых с XVI века.

[miniorange_social_login]

Комментарии

15 Комментариев

-
0
+
Вообще говоря принцип "слабой эквивалентности" в работе сформулирован несколько иначе: "все массы одинаково реагировали на гравитацию, независимо от их внутренней структуры". Но "падали в одном направлении" звучит смешнее тут автор особенно сильно прав 🙂
-
0
+
Комментарий удален пользователем или модератором...
-
-1
+
При планировании эксперимента не учтено изменение знака инертной массы антиатома в окружении огромных масс вещества. Эффект антигравитации наблюдается только в масштабах сверхскоплений галактик. Например наше сверхскопление Ланиакея расталкивает соседние сверхскопления.
Питон Удав
28.09.2023
-
0
+
Пока не подружат квантовую механику и ОТО, так и будем блуждать в потемках
Zhe Sh
27.09.2023
-
0
+
Очень жаль, что антиматерия оказалась такой скуШной( Теперь вся надежда на темную.

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: