Eine der erstaunlichsten Tatsachen in der Wissenschaft ist, wie universell die Gesetze der Natur. Jedes Teilchen gehorcht den gleichen Regeln, erleben die gleichen Kräfte, gibt es in den gleichen fundamentalen Konstanten, unabhängig davon, wo und Wann ist. In Bezug auf die Schwerkraft jedes einzelne Teil des Universums erfährt die gleiche Erdbeschleunigung oder die gleiche Krümmung der Raum-Zeit, unabhängig davon, welche Eigenschaften das.
Jedenfalls, so folgt aus der Theorie. In der Praxis sind jedoch einige Dinge zu Messen ist sehr schwierig. Photonen und normale stabile Teilchen ebenso fallen, wie erwartet, in einem Gravitationsfeld, und die Erde macht jede massive Teilchen beschleunigt in Richtung seiner Mitte mit einer Geschwindigkeit von 9,8 m/S2. Aber egal wie wir versuchten, uns nie gelungen, die Erdbeschleunigung zu Messen Antimaterie. Es ist verpflichtet, zu beschleunigen genauso, aber solange wir nicht Messen, können wir nicht sicher sein. Eines der Experimente ist darauf gerichtet, dass eine Antwort auf diese Frage ein für alle mal. Je nachdem, was er findet, sind wir möglicherweise einen Schritt näher an der wissenschaftlich-technischen Revolution.
Gibt es Antigravitation?
Es ist Euch vielleicht nicht bewusst, aber es gibt zwei ganz verschiedene Möglichkeiten vorstellen die Masse. Einerseits gibt es die Masse, die beschleunigt wird, wenn Sie anwenden, um Ihr Kraft: das m in der berühmten Gleichung von Newton, wobei F = ma. Das gleiche gilt in Einsteins Gleichung E = mc2, aus der Sie berechnen können, wie viel Energie Sie brauchen, um ein Teilchen (oder Antiteilchen) und wie viel Energie Sie erhalten, wenn Sie аннигилирует.
Aber es gibt auch andere Masse: Schwerkraft. Es ist die Masse m, das wird in der Gleichung des Gewichts auf der Oberfläche der Erde (W = mg) oder im Schwerefeld der Newtonschen Gesetz, F = GmM/r2. Bei der gewöhnlichen Materie wissen wir, dass diese beiden Masse — träge und schwere Masse müssen gleich sein mit einer Genauigkeit von bis zu 1 Teil auf 100 Milliarden, aufgrund der experimentellen Beschränkungen vor über 100 Jahren von Laurent Eötvös.
Aber im Fall von антиматерией könnten wir niemals alles Messen. Wir haben nongravitational Kraft und Antimaterie gesehen, wie es beschleunigt wird; wir schufen und Antimaterie vernichteten; wir wissen genau, wie verhält sich Ihr Trägheits-Masse — genauso wie die Trägheits Masse der normalen Materie. F = ma und E = mc2 funktioniert im Fall der антиматерией genauso wie mit der normalen Materie.
Aber wenn wir wissen wollen gravitative Verhalten von Antimaterie, wir können also nicht einfach die Grundlage für die Theorie; wir müssen uns Messen. Glücklicherweise derzeit ein Experiment, dessen Aufgabe genau das herauszufinden: Experiment ALPHA am CERN.
Einer der größten Durchbrüche, der zufällig in der letzten Zeit, war die Gründung nicht nur Partikel aus Antimaterie, sondern auch die neutralen, stabilen ähnliche Zustände in Ihnen. Антипротоны und Positronen (антиэлектроны) erstellt werden können, verlangsamt und gezwungen miteinander zu interagieren mit der Bildung von neutralem Antiwasserstoff. Mit einer Kombination aus elektrischen und magnetischen Feldern, können wir begrenzen diese антиатомы und unterstützen Sie in einem stabilen Zustand weit Weg von der Materie, das führt zur Vernichtung im Falle einer Kollision.
Uns gelang es erfolgreich, Sie zu unterstützen in einem stabilen Zustand innerhalb von 20 Minuten auf einmal, das ist viel mehr als микросекундные Zeitskalen, die in der Regel erleben instabile fundamentalen Teilchen. Wir beschossen Sie Photonen und festgestellt, dass Sie die gleichen Spektren, Emission und Absorption, und dass die Atome. Wir haben festgestellt, dass die Eigenschaften von Antimaterie sind die gleichen wie prognostiziert Standard-Physik.
Mit Ausnahme der Gravitations -, natürlich. Der neue Detektor ALPHA-g, errichtet auf der kanadischen Fabrik TRIUMF und angeschlagen in CERN zu Beginn dieses Jahres verbessern sollte die Grenzen der Gravitationsbeschleunigung Antimaterie bis eine kritische Schwelle. Beschleunigt, ob Antimaterie in Anwesenheit des Gravitationsfeldes auf der Oberfläche der Erde bis zu 9,8 m/S2 (unten), -9,8 m/S2 (oben), 0 m/S2 (in Abwesenheit von Gravitationsbeschleunigung), oder irgendwelche anderen Werte?
Sowohl aus theoretischer als auch aus praktischer Sicht, ein Ergebnis, das sich vom erwarteten +9,8 m/S2, absolut Revolutionär.
Analog Antimaterie zu jedem Teilchen der Materie haben sollte:
- die gleiche Masse
- dieselbe Beschleunigung in einem Gravitationsfeld
- entgegengesetzte elektrische Ladung
- gegenteiligen Spin
- die gleichen magnetischen Eigenschaften
- muss kommunizieren, genauso wie Atome, Moleküle und größere Strukturen
- sollte das gleiche Spektrum positronic übergänge in einer Vielzahl von Konfigurationen.
Einige dieser Eigenschaften wurden im Laufe der Zeit: Trägheits-Masse Antimaterie, elektrische Ladung, Spin und magnetische Eigenschaften bekannt sind, untersucht. Belastende und Transienten Eigenschaften gemessen mit anderen Detektoren auf einem Experiment, das ALPHA und Stimmen mit den Vorhersagen der Teilchenphysik.
Aber wenn die Erdbeschleunigung negativ und nicht positiv, es ist buchstäblich revolutionieren die Welt auf den Kopf.
Derzeit gibt es keine solche Sache wie Gravitations-Explorer. Auf der elektrischen Leiter freie Ladungen Leben auf der Oberfläche und kann sich bewegen, Umverteilung sich selbst als Antwort auf alle Gebühren in der Nähe. Wenn Sie eine elektrische Ladung außerhalb des elektrischen Leiters, das innere des Leiters wird abgeschirmt von dieser Quelle der Elektrizität.
Aber gegen die Kraft der Gravitation gibt es keine Möglichkeit. Es gibt keine Möglichkeit zu konfigurieren gleichmäßiges Gravitationsfeld in einem bestimmten Bereich des Raumes, wie zum Beispiel zwischen den parallelen Platten eines Kondensators. Der Grund? Im Gegensatz zu der elektrischen Energie, der erzeugten positiven und negativen Ladungen, es gibt nur eine Art Gravitations «Ladung» — Masse/Energie. Die Schwerkraft zieht immer und in jedem Fall nicht ändern.
Aber wenn Sie eine negative schwere Masse, ändert sich alles. Wenn Antimaterie tatsächlich manifestiert Anti-Schwerkraft-Eigenschaften, fällt nach oben, nicht nach unten, im Licht der Schwerkraft es besteht aus антимассы oder антиэнергии. Nach den Gesetzen der Physik, die wir kennen, антимассы oder антиэнергии nicht vorhanden. Wir präsentieren Sie und vorstellen, wie Sie sich Verhalten, aber wir erwarten, dass Antimaterie haben ein normales Gewicht und normale Energie, wenn es über die Schwerkraft.
Wenn антимасса wirklich existiert, eine Vielzahl von technischen Errungenschaften, von denen geträumt Science-Fiction-Autoren über viele Jahre, plötzlich wird von der physikalisch machbar.
- Wir erstellen Gravitations-Explorer, schützen Sie sich selbst von der Gravitationskraft.
- Wir erstellen Gravitations-Kondensator in den Raum und schaffen ein Feld der künstlichen Gravitation.
- Wir könnten sogar einen Warp-Antrieb, da würden die Fähigkeit sich zu verformen die Raum-Zeit so, als ob sich eine mathematische Lösung der Allgemeinen Relativitätstheorie, die vorgeschlagene Miguel Alcubierre im Jahr 1994.
Es ist eine unglaubliche Chance, das gilt als nahezu unmöglich, alle Physiker-Theoretiker. Aber egal wie Wild oder undenkbaren waren nicht Ihre Theorien, müssen Sie verstärken oder widerlegen ausschließlich experimentellen Daten. Nur durch die Messung das Universum und Kontrollen zu Unterwerfen, können Sie genau sehen, wie gelten Ihre Gesetze.
Bis wir die Erdbeschleunigung Messen mit einer Genauigkeit von Antimaterie benötigt, um zu bestimmen, fällt es nach oben oder unten, wir müssen offen sein für die Möglichkeiten, die die Natur verhält sich nicht so, wie wir es von Ihr erwarten. Das Prinzip der Gleichwertigkeit kann nicht funktionieren, wenn Sie mit Antimaterie; er kann auf 100% антипринципом. Und in diesem Fall öffnet sich eine Welt völlig neuer Möglichkeiten. Die Antwort erfahren wir in ein paar Jahren, nachdem er ein einfaches Experiment: legen антиатом im Gravitationsfeld und sehen, wie er fallen wird.
Nach oben oder nach unten, Wette? Erzählen Sie uns in unserem Chat in Телеграме.