Novákoviny

Kosmickou loď Enterprise poháněla antihmota – pohříchu ale jen v kultovním TV seriálu Star Trek. Nyní se však mezinárodnímu týmu vědců nazvaném ALPHA v evropském středisku jaderného výzkumu CERN podařil významný krok na cestě k praktickému využití této tajemné substance. Dokázali atomy antihmoty nejen vyrobit, ale také po nějakou dobu uchovat.

„Uskladnit antihmotu je mnohem těžší než ji jen vyrobit,“ vysvětluje člen týmu ALPHA Joel Fajans z University of California  Berkeley význam tohoto úspěchu.

Nejvydatnější zdroj síly

Antihmota se vyznačuje tím,  že částice, které ji tvoří, mají opačný elektrický náboj, než částice „normální“ hmoty. Kladně nabitý protony v ní tedy nahrazují záporně nabité antiprotony, místo záporně nabitých elektronů má kladně nabité pozitrony. Při setkání antihmoty s hmotou dochází k anihilaci, kdy se všechny zúčastěné částice mění v energii. Je to vůbec nejvydatnější možný zdroj energie v našem vesmíru – a mimo jiné také důvod, proč antihmotu nejde běžnými způsoby ukládat.

Existenci antihmoty teoreticky předpověděl roku 1928 britský fyzik Paul Dirac, později se podařilo najít její částice v kosmickém záření a uměle vyrobit na urychlovačích antiprotony a pozitrony.

obr: Anihilace antihmoty představuje nejvydatnější možný zdroj energie v našem vesmíru

Jde o léty prověřený postup, který už dokáží realizovat mnohé dobře vybavené laboratoře jaderného výzkumu: urychlené částice dopadají na kovový terčík a při srážce se uvolní mimo jiné i antičástice.  Pozitrony také vznikají při rozpadu některých izotopů.

Teprve roku 1996 ale v CERN dokázali připravit prvních 9 celých atomů antivodíku. Metodika se pak dál zlepšovala a roku 2002 už vědci mohli prokázat produkci desítek tisíc atomů antihmoty.  Existovaly však jen pár desítek miliardtin vteřiny, než došlo k anihilaci. Pro studium jejich vlastností však bylo třeba je udržet při životě mnohem déle.

Přelomový okamžik

Antiprotony nebo pozitrony lze udržovat při životě týdny nebo i měsíce v tzv. magnetických pastích, které zajistí, aby částice nepřišly do styku s normální hmotou. U celých atomů to ale nejde, protože jsou elektricky neutrální, takže ho magnetická past neudrží a téměř okamžite po vzniku atomu tedy dojde k anihilaci.

Zdálo se, že jde o neřešitelný problém, příroda ale přece jen nabídla možnost, jak jej řešit.

obr: Představa hvězdoletu s anihilačním pohonem

Atom vodíku sice nemá elektrický náboj, vykazuje ale určitý magnetický moment. (chová se jako miniaturní magnet se dvěma póly). Vědci týmu ALPHA proto použili speciální magnetickou nádobu nazývanou Minimum Magnetic Field Trap  (Magnetická past s minimálním magnetickým polem), jejíž součástí jsou tzv. osmipólové magnety.

„Uskutečnili jsme s tímto zařízením celkem 335 pokusů,“ popisuje experimenty Joel Fajans. „Intervaly mezi každým trvaly 15 minut. V 38 případech se podařilo bezpečně prokázat, že k anihilaci došlo až přibližně téměř dvě desetiny sekundy po zachycení antiatomu.“

Ve srovnání s dobou uchování antiprotonů nebo pozitronů to zdánlivě není nijak ohromující výsledek, ve skutečnosti jde ale  o průlom: je to vůbec první úspěch ve snaze udržet celé atomy antivodíku déle než miliardtiny vteřiny. Vědci odteď budou nadějné zařízení dál vylepšovat a prodlužovat počet atomů i dobu zadržení.

„Přiblížili jsme se k okamžiku, kdy půjde provádět s antihmotou první experimenty,“ říká Fajans. O úspěchu referoval i prestižní přírodovědecký časopis Nature.

Jan A. Novák 

Psáno pro Hospodářské noviny (bohužel tam ale někdo dokonale zmršil titulek na první straně - nový sice jde úplně proti smyslu článku, ale ten původní prý nebyl dost sexy...)

You have no rights to post comments