Scientia

Recent, prin folosirea unei metode extrem de ingenioase, a fost determinată cu mare precizie masa antiprotonului, antiparticula protonului. Aceasta „cântărire” a antiprotonului ar putea  ajuta oamenii de ştiinţă să înţeleagă de ce Universul este dominat de materie.

Oamenii de ştiinţă din cadrul proiectului ASACUSA (Atomic Spectroscopy And Collisions Using Slow Antiprotons), în care colaborează diverse institute de cercetare şi universităţi din mai multe ţări europene şi din Japonia, au raportat la sfârşitul lunii iulie a acestui an un rezultat extrem de important. Este vorba despre determinarea cu o precizie extrem de mare, cea mai mare până în prezent, a masei antiprotonului. Antiprotonul reprezintă antiparticula protonului; are sarcina electrică negativă, este format din trei anti-quarcuri şi este un reprezentant al antimateriei. ASACUSA a reuşit să măsoare raportul dintre masa antiprotonului şi cea a electronului cu o precizie de mai bine de o parte pe miliard. Acest raport a fost măsurat ca fiind 1,836.1526736(23) unde numerele din paranteză reprezintă eroarea asupra ultimelor două cifre semnificative.

Ca să fie cât mai sugestiv cu putinţă referitor la precizia măsurătorii, Masaki Hori, unul dintre responsabilii colaborării ASACUSA, a făcut următoarea comparaţie: „Să ne imaginăm că vrem să măsurăm cât cântăreşte turnul Eifell. Precizia cu care a fost măsurată masa antiprotonului este asemănătoare cu cea  a cântăririi turnului Eifell cu o precizie mai bună decât cea a masei unei vrăbiuţe  care s-ar aşeza în vârful acestui turn”. Rezultatul obţinut a fost publicat în prestigioasa revistă Nature.

Experimentul ASACUSA foloseşte fascicule de antiprotoni de la Antiproton Decelerator (AD) de la CERN – Geneva. Aceşti antiprotoni de la AD sunt direcţionaţi într-un gaz de heliu aflat la temperaturi extrem de joase. Mare parte a antiprotonilor se anihilează cu protonii; o mică parte însă reuşeşte să se combine cu nucleele de heliu şi să formeze aşa-numiţii atomi de heliu antiprotonic, în care antiprotonii cu sarcina electrică negativă iau locul electronilor în jurul nucleului. Ulterior, cu ajutorul unui fascicul laser, antiprotonii din aceşti atomi exotici sunt excitaţi în noi orbite, de unde antiprotonii se anihilează cu protonii din nucleu. Cunoaşterea lungimii de undă a fasciculului laser care realizează aceasta excitare duce, în urma unor calcule destul de complicate, la determinarea masei antiprotonilor.

Acest rezultat extrem de important ar putea reprezenta un pas înainte inclusiv în dezlegarea misterului dispariţiei antimateriei din Univers. La ora actuală Universul nostru pare compus exclusiv din materie. Teoria actuală spune însă că în urma Big Bangului cantitatea de materie şi de antimaterie generate ar fi aceeaşi. Unde a dispărut atunci antimateria? Studiul antiprotonilor, demni reprezentanţi ai antimateriei, ar putea să ne ducă cu un pas mai aproape spre dezlegarea acestui mister.

Bibliografie:
Nature.com
Msnbc.msn.com