Antihmotu máme v hrsti ****************************************************************************************** * Antihmotu máme v hrsti ****************************************************************************************** 9.12.2010, rubrika: věda & technologie, strana: 46, autor: Matouš Lázňovský Fyzikům se podařilo udržet nejnestálejší známou látku. Nyní se s ní chystají experimentova FYZIKA Zřejmě jde o nejdražší látku, jaká je lidstvu známa. Odhadovaná cena jediného gramu antihm miliard dolarů. Přitom na ni nelze ani sáhnout. Tato tajemná látka se skládá z antiprotonů, antineutronů a pozitronů – zrcadlových obrazů neutronů a elektronů. Ve vesmíru se téměř nevyskytuje, a proto si ji za značných energetic nákladů vyrábí fyzici v laboratořích po jednotlivých atomech. Je to však sisyfovská práce. Každá vytvořená částice antihmoty se při setkání s běžnou hmo »vypaří«. Dojde totiž k přeměně zúčastněné antihmoty a hmoty na záření – takzvané anihilac Změna je ovšem na dosah. Mezinárodní tým vědců z evropského vědeckého střediska CERN zveře ve kterém popisuje, jak se jim poprvé podařilo antihmotu alespoň na nějakou dobu uchovat a (sebe)zničením. Případ přebývající hmoty Navzdory obrovské ceně antihmoty nejsou ovšem cíle průkopnického Objev žádné přímé využití v dohledné budoucnosti mít nebude. Vědci jen doufají, že díky pr odpovědi na některé své základní otázky. Detailní srovnání vlastností hmoty a antihmoty by mělo být dobrým prubířským kamenem fyzik například o vzniku a původu vesmíru. Současné fyzikální studie předpokládají, že antihmota byla v době vzniku vesmíru prakticky množství, ne-li větším, jako běžná hmota. Prakticky všechna ale anihilovala při styku s bě Přeměnily se vzájemně na záření, kterého je od té doby vesmír doslova plný. Jak je ale zjevné, běžná hmota převážila: alespoň její část se zachovala a vznikl náš vesm stalo, je jednou z velkých fyzikálních záhad současnosti. V každém případě se dnes antihmota ve vesmíru objevuje jen zcela výjimečně. Dočasně se vys ve sprškách kosmického záření. Její pozitrony vylétají z některých radioaktivních zářičů. všimli částic antihmoty vznikajících při srážkách kosmického záření s atmosférou Země, kon 1932. Šlo o jeden z těch ve vědě oslavovaných případů, kdy objev následoval teorii. Existence po totiž předpovězena už o několik let dříve. Teorie také předpovídala její vlastnosti. »Měřením skutečných vlastností antihmoty bychom dozvědět, zda a do jaké míry naše teorie vystihují realitu,« říká Jiří Dolejší z Matematic fakulty Univerzity Karlovy. Nicméně měřit vlastnosti antihmoty pršící z nebe je neskutečně obtížné. Její částice se po příliš rychle. Sofistikovaná past Proto se výzkum antihmoty přenesl na zem. Vědci se ji naučili vytvářet částic. Výroba ovšem byla a stále je velmi neefektivní, a proto je i tak drahá. Nejprve experimentální fyzikové napodobili kosmické záření a vytvořili opak elektronu – po těchto elementárních částic se toho ovšem mnoho dozvědět nelze. Proto bylo cílem vědců zís částic a postupně i celé atomy. K cíli se propracovávali pomalu. V roce 1955 vytvořili antiproton, tedy základní částici s První »antiatom«, zatím jen ten nejjednodušší – antivodík, se podařilo vytvořit zhruba o p později. Stalo se tak v mezinárodním vědeckém středisku CERN ležícím na pomezí Švýcarska a To je od té doby hlavním centrem výzkumu antihmoty i dalších oborů experimentální fyziky č CERN letos své prvenství potvrdil, když jeden z tamních týmů výzkum antihmoty popostrčil o Vědci pracující na experimentu Alpha před dvěma týdny oznámili, že dokázali antivodík neje také zachytit a na chvíli udržet. Sestrojili komplikovanou »past«, ve které se jim podařilo v 38 případech antivodík udržet tisícin vteřiny. Fyzikové z projektu Alpha doufají, že i tento krátký okamžik bude stačit, mohli alespoň trochu vyzpovídat. Dotazů mají požehnaně. Nakopnutá fyzika (a fyzikové) »Základní otázkou je, zda má antihmota opravdu stejné vlastn hmota,« říká fyzik Jiří Dolejší. Proto se v CERN například připravuje celý jeden vědecký projekt, AEgIS, který má měřit, zd »padá« v gravitačním poli stejně jako vodík. Chystá se i řada dalších měření, například sp Fyzikové si od nich slibují nemalý pokrok. Kdyby výsledky odpovídaly předpokladům, mohlo b k dalšímu upřesnění stávajících teorií o vzniku vesmíru. Opačná situace by byla zajímavějš zjištění by nejspíše vedla k boomu nových teorií. Nejde jen o fyzikální pokrok, ale také o vědecká uznání. »Předpoklad o symetrii hmoty a an jen, dokud není vyvrácen. A pokud padne, někomu spadne do klína Nobelova cena,« řekl Jeffr experimentu Alpha. Experiment Alpha budou ve výzkumu zachycení a zkoumání antihmoty v nejbližší době následov týmy. Například ATRAP, také z CERN, jehož zástupci úspěch konkurence ihned okomentovali. »Než ab předvést, že zachytíme 38 atomů na zlomek sekundy, pracujeme na postupu, který umožní zach množství antivodíku. Uvidíme, čí přístup bude plodnější,« uvedl pro časopis Nature Gerald ATRAP. Všichni, kdo nemíří pro Nobelovu cenu, se ale nemusejí obávat ani těšit, že by se s antihm častěji než dosud. Vědci ji sice mohou částečně zkrotit, ale vyrábět ji budou ovšem stále množství. »Zatím ani netušíme, k čemu by mohl být antivodík prakticky dobrý,« vysvětluje Jiří Dolejš ale antihmotě podaří popostrčit fyziku novým směrem, důsledky možná brzy pocítíme. Když Ei kolegové v prvních letech 20. století začali popisovat tabule novými rovnicemi, také ještě tranzistorech, laserech a jaderných hřibech nad Hirošimou a Nagasaki. * *** 25 miliard dolarů Na tolik se odhaduje cena jednoho gramu antihmoty. Co je to antihmota? Antihmota by měla být na pohled zcela podobná běžné hmotě. Pod podrobn skládá z opaku běžných částic. Tedy antiprotonů a pozitronů místo protonů a elektronů, jak hmoty, a antineutronů místo neutronů. Antičástice mají opačný elektrický náboj než hmota. takzvaná kvantová čísla. Při střetu hmoty a antihmoty dochází k jejich úplné přeměně na čá Využití antihmoty S antihmotou se můžeme setkat v nemocnicích. Využívá se jí totiž při met jako emisní pozitronová topografie (anglickou zkratkou PET). Jak udržet neudržitelné Technika udržení antihmoty využívá magnetických polí. Atomy antivo elektricky neutrální, mají ale takzvaný magnetický moment. Jádro atomu se tedy v podstatě miniaturní magnet se dvěma póly. Vědci proto sestrojili magnetickou »past« podlouhlého tva magnetické pole, které je nejsilnější na krajích a směrem do středu se zmenšuje. Atomy jso magnetické jámy uprostřed. Ty, které jsou ve správném kvantové m stavu, v ní na okamžik zů Graphic News Do těla lékař vpraví malé množství radioaktivní látky, při jejímž rozpadu vzn tj. »antielektrony«. S jejich pomocí lze získat jakýsi »rentgen zevnitř«. Středisko CERN je známé především díky obřímu urychlovači LHC, který leží v podzemním tune Výzkum antihmoty ale probíhal na jednom z několika menších urychlovačů na povr chu. Tak ve dokáže vyvinout LHC, nejsou pro tvorbu antihmoty vhodné. Jedna z osmi vrstev vinutí, které vytváří magnetickou past pro zachycování antihmoty. Aby pole opravdu silné, je vytvořena ze supravodivého materiálu, který při nízké teplotě nekla elektrický odpor.