En af de mest fantastiske forhold i videnskab er, hvordan den universelle naturlove. Hver partikel er omfattet af de samme regler og oplever den samme kraft, der findes i den samme grundlæggende konstanter, uanset hvor og hvornår. Fra det synspunkt af tyngdekraften hver enkelt partikel i Universet, er at opleve den samme tyngdeaccelerationen eller den samme krumning af rum-tiden, uanset hvad de egenskaber.
I nogen tilfælde, at det følger af teorien. I praksis, er nogle ting at måle på, kan være meget svært. Fotoner og almindelige partikler er lige så stabil falder, som forventet, den tyngdefelt, og Jorden gør en massiv partikel til at fremskynde mod dens centrum med en hastighed på 9,8 m/S2. Men uanset, hvordan vi har prøvet, vi har aldrig formået at måle tyngdeaccelerationen af antistof. Det er forpligtet til at fremskynde godt, men indtil vi måler det, vi ikke kan være sikker. Et af de eksperimenter, der er beregnet til at finde svaret på dette spørgsmål, en gang for alle. Afhængigt af, hvad han finder, kan vi være et skridt tættere på det videnskabelige og teknologiske revolution.
Er der antigravity?
Du kan ikke indse det, men der er to meget forskellige metoder til at repræsentere vægt. På den ene side, at der er en masse, der accelererer, når du har installeret kraft: er m i den berømte ligning af Newton, hvor F = ma. Det er det samme i Einsteins ligning E = mc2, hvor du kan beregne, hvor meget energi du behøver for at skabe en partikel (eller antiparticle), og hvor meget energi, du vil få, når det tilintetgjør.
Men der er en anden begrundelse: tyngdekraften. En masse m, som vises i ligningen af vægten på overfladen af Jorden (W = mg) eller den gravitationelle Newtons lov, F = GmM/r2. I tilfælde af almindelige spørgsmål, som vi vide, at disse to mass — inertiel og gravitationel masse, der skal være lig med en nøjagtighed på 1 til 100 milliarder, på grund af eksperimentelle begrænsninger, der er etableret for over 100 år siden af Laurent Universitet.
Men i tilfælde af antistof, som vi aldrig ville kunne måle dette. Vi anvendte ikke-gravitationelle kræfter til antistof og se, hvordan det accelererer; vi skaber, og ødelægge antistof; vi vide præcis,, hvordan det opfører sig inertiel masse, det samme som inertiel masse af almindeligt stof. F = ma og E = mc2 fungerer i tilfælde af antistof det samme som med almindeligt stof.
Men hvis vi ønsker at kende den gravitationelle adfærd for antistof, kan vi ikke bare være baseret på teori, vi har at måle det. Heldigvis, på nuværende tidspunkt eksperimentet udføres, og opgaven er at finde ud af præcis, at: ALPHA eksperimentet på CERN.
En af de største gennembrud, der fandt sted for nylig, var oprettelsen af ikke kun partikler af antistof, men neutral, stabilt bundet Stater i dem. Antiprotoner og deles i mindre bestanddele (antielectrons) kan være skabt, trukket ned og tvunget til at interagere med hinanden med dannelsen af neutrale antihydrogen. Ved hjælp af en kombination af elektriske og magnetiske felter, kan vi begrænse disse i anti-atomerne, og opbevar dem i en stabil tilstand langt fra noget, der vil føre til udslettelse i tilfælde af en kollision.
Vi var i stand til at fastholde dem i en stabil tilstand for 20 minutter på en time, hvilket er langt højere end den mikrosekund tidsskalaer, som har tendens til at opleve ustabile fundamentale partikler. Vi skød mod dem med fotoner og fundet, at de har det samme spektrum af stråling og absorption som atomer. Vi fastslået, at de ejendomme af antistof er den samme som forudsagt af standard fysik.
Bortset fra tyngdekraften, selvfølgelig. Nye detektor ALPHA-g, der er bygget i den canadiske fabrik TRIUMF og sendt til AMERIKA i begyndelsen af dette år, der skal forbedre rammerne af tyngdeaccelerationen af antistof til en kritisk tærskel. Hvis antistof er accelereret i tilstedeværelsen af et tyngdefelt på Jordens overflade til 9,8 m/S2 (ned), falder 9.8 m/S2 (op), 0 m/S2 (i mangel af tyngdeaccelerationen) eller til en anden værdi?
Både teoretisk og praktisk synspunkt, et resultat, der er forskellig fra den forventede +9.8 m/S2, vil være helt revolutionerende.
Analog af antistof til hver partikel af sagen, skal have:
- den samme vægt
- den samme acceleration i et tyngdefelt
- modsat elektrisk ladning
- modsat spin
- den samme magnetiske egenskaber
- kommunikere de samme atomer, molekyler og større strukturer
- skal have den samme vifte af positron overgange i en række forskellige konfigurationer.
Nogle af disse ejendomme var målt over tid: inertiel masse af antistof, elektrisk ladning, spin og magnetiske egenskaber, der er kendt og studeret. Skuffesammenkædning og overgangsbestemmelser ejendomme var målt af andre detektorer i forsøget ALFA og falder sammen med forudsigelser af partikel fysik.
Men hvis tyngdeaccelerationen vil være negativ, snarere end positive, det vil bogstavelig talt vende verden på hovedet.
I øjeblikket er der ikke sådan noget som en tyngdekraft dirigent. I en leder, gratis afgifter opholde sig på overfladen og ude af stand til at bevæge sig, fordelte sig i takt med, at afgifterne i nærheden. Hvis du har en elektrisk ladning uden for elektrisk leder, inde dirigent vil være afskærmet fra denne kilde af elektricitet.
Men at forsvare sig mod de kræfter, tyngdekraften der er ingen måde. Der er ingen måde at fastsætte en ensartet tyngdefelt i en bestemt region af rum, såsom mellem parallelle plader af en elektrisk kondensator. Årsagen? I modsætning til den elektriske kraft, der er genereret positive og negative ladninger, der er kun én type af tyngdekraften “afgift” er masse/energi. Tyngdekraften tiltrækker altid, og det ændrer sig ikke.
Men hvis du har negativ gravitationel masse, ændres alting. Hvis antistof faktisk manifesterer anti-tyngdekraft egenskaber, falder op, ikke ned, i lyset alvor det består af intimitet eller antienergy. I henhold til fysikkens love, som vi kender intimitet eller antienergy ikke eksisterer. Vi kan forestille os dem og forestille sig, hvordan de vil opføre sig, men vi forventer, at antistof vil have en normal masse og normale energi, når vi taler om tyngdekraften.
Hvis antimass virkelig eksisterer, mange tekniske landvindinger, drømt af science fiction-forfattere i mange år, pludselig bliver fysisk muligt.
- Vi kan skabe en gravitationel dirigent, hvori de distancerer sig fra den gravitationelle kræfter.
- Vi kan skabe gravitationel kondensator i rummet og skabe kunstigt tyngdefelt.
- Vi kunne også oprette et warp-drive, som vil evnen til at få plastmaterialet til at rum-tiden såvel som krævede en matematisk løsning af den Generelle relativitetsteori, der er foreslået af Miguel Warp i 1994.
Dette er en fantastisk mulighed, som anses for næsten umuligt med alle fysikere-teoretikere. Men uanset, hvordan naturen eller utænkelige var ikke din teori, bør du sikkerhedskopiere dem be-eller afkræfte udelukkende eksperimentelle data. Kun måling af Universet og underkastes kontrol, kan du se præcis, hvordan man anvender sine love.
Indtil vi måler tyngdeaccelerationen af antistof med en præcision, der er nødvendige for at afgøre, om det falder ned eller op, vi skal være åbne for muligheden for, at naturen ikke opfører sig som vi forventer det. Den ækvivalens-princippet kan ikke arbejde i tilfælde af antistof; det kan være 100% anyprincipal. Og i dette tilfælde åbner en verden af helt nye muligheder. Svaret vil vi kender i et par år, efter at have gennemført et simpelt eksperiment: sted antiatom i et tyngdefelt, og se, hvordan han vil falde.
Op eller ned indsatser? Fortæl os i vores chat i Telegrammet.