New-Tech Magazine | Sep 2023 | Digital Edition

השפעת כוח המשיכה על אנטי-חומר: לראשונה נמדדה נפילה חופשית של אטומי אנטי-מימן

מערכת ניו-טק מגזינים גרופ »

צריך להתנהג באותו האופן כמו חומר בתגובה למשיכת כוח הכבידה של כדור הארץ, חסרו תצפיות ישירות על החומר, בשל אתגרים ביצירת תנאי ניסוי מבוקרים בקפידה. קבוצת המדענים הבינלאומית 'אלפא' למטרות 2005 ) הוקמה בשנת ALPHA ( חקר של אטומי אנטי מימן, כניסוי המשך ) שנערך במרכז ATHENA לניסוי 'אתנה' ( בג'נבה, שוויץ. אטומי CERN המחקר אנטי מימן מורכבים מאנטי פרוטון כגרעין (האנטי חלקיק של הפרוטון המצוי באטום מימן רגיל) ומפוזיטרון (האנטי חלקיק של האלקטרון). מכיוון שלאטומי אנטי מימן אין מטען חשמלי, קשה ללכוד אותם. כל מגע עם חומר רגיל כמו קירות המלכודת גורם לאיון (השמדה, אניהילציה) שלהם. קבוצת המחקר 'אלפא' הייתה הראשונה שפיתחה טכניקות מגנטיות ללכידה אטומי אנטי מימן ), והראשונה לבצע מדידות של 2012 קרים ( ). עתה 2017-2019( רמות האנרגיה שלהם היא גם הראשונה למדוד נפילה חופשית של אנטי אטומים אלה. כוח המשיכה הוא כוח משיכה בין כל שני עצמים בעלי מסה. זהו הכוח החלש ביותר

מבין ארבעת כוחות הטבע הבסיסיים (כוח גרעיני חזק, הכוח החשמלי-מגנטי, כוח גרעיני חלש וכוח המשיכה). אטומי אנטי מימן הם חלקיקים ניטרליים ויציבים מבחינה חשמלית של אנטי-חומר. הניטרליות החשמלית מקלה מאוד על האפשרות למדוד ישירות את התנהגות הכבידה של אנטי חומר מבלי שהשפעות של שדות חשמליים יתחרו בתנועה הנמדדת. היו 2018 המלכודות שבנתה אלפא עד מלכודות אופקיות, ובהן פותחו טכניקות הקירור והלכידה של אטומי האנטי מימן. , קרינת לייזר ALPHA -2 במלכודת שכונתה או גלי מיקרוגל הגיבו עם אטומי האנטי מימן בכדי למדוד את המבנה הפנימי שלהם. הפעם, נבנתה מלכודת חדשה ואנכית בשם , במיוחד על מנת לאפשר מדידה ALPHA - g מדויקת של הנפילה החופשית של האנטי אטומים. עיקרון המדידה הוא לכידה של האנטי אטומים הקרים, הנעים למעלה ולמטה בתוך המלכודת, ואז שחרורם באמצעות הורדת השדות המגנטיים היוצרים את המלכודת. ללא שדות אלו, האנטי אטומים יוצאים מהמלכודת וכאשר הם מגיעים לקיר חומר- מושמדים, אפקט שניתן

מחקרו ההיסטורי של אייזק ניוטון על כוח הכבידה נוצר ככל הנראה בהשראת צפייה בתפוח נופל מעץ לכדור הארץ. אבל מה לגבי "אנטי-תפוח" העשוי מאנטי-חומר, האם הוא נופל באותו אופן אם היה קיים? קבוצת מדענים בינלאומית בהשתתפות פרופ' אלי שריד מהמחלקה לפיסיקה באוניברסיטת בן גוריון בנגב, הישראלי היחיד השותף למחקר, ביצעה את המדידה הראשונה אי פעם של נפילה חופשית של אטומי אנטי חומר והשוותה את האנרגיה שלהם לאטומי חומר רגילים. ממצאי המחקר מהווים אבן דרך בחקר התכונות וההתנהגות של אנטי-חומר ופורסמו . Nature בכתב העת היוקרתי ורת היחסות של אלברט איינשטיין ת תיארה את השפעות כוח הכבידה ונחקרה מאז רבות. מרכיב 1915 כבר בשנת מרכזי בתיאוריה הנקרא 'עקרון השקילות החלשה' קובע שכל העצמים, ללא קשר למסה או להרכבם, צריכים ליפול באופן חופשי באותה צורה בתגובה לכוח הכבידה. למרות שהדעה הרווחת היא שאנטי-חומר

New-Tech Magazine l 26