Em 1971, o astronauta David Scott estava na superfície lunar. Segurando um martelo e uma penae no vácuo a luaEle os libertou. Eles atingiram o pó de cinzas ao mesmo tempo. Esta é uma alusão poética a Galileu, que séculos antes refutou a noção aristotélica de que objetos pesados “gostam” de estar no chão.
Não é apenas um truque de salão para as câmeras; Esta foi uma demonstração do princípio de equilíbrio fraco subjacente a gEm geral Relasticidade. Afirma que todos os objetos, independentemente da sua massa ou composição interna, caem à mesma taxa num campo gravitacional. quando Einstein Ele fez sua teoria mestra e não tentou explicar por que isso acontece. Ele simplesmente considerou isso uma regra básica e seguiu em frente.
Para compreender o fascínio da queda da antimatéria, é preciso olhar para a história da sua descoberta. Na década de 1920, o físico Paul Track tentou fundir dois mundos diferentes – a mecânica quântica (leis muito pequenas) e a mecânica quântica. Especial Relasticidade (Regras muito rápidas) – Joguem juntos.
Dirac encontrou uma equação que funcionava, mas tinha uma peculiaridade. Como a raiz quadrada de 4 poderia ser 2 e -2, sua equação deu duas soluções para a energia de uma partícula: uma positiva e outra negativa. Isso foi um problema. A energia positiva tem um “plano fundamental” em zero, mas a energia negativa é a base de uma base sem fundamento.
O assentamento de Drak ficou conhecido como “Mar de Drak”. Ele imaginou o espaço não como um vazio, mas como um “oceano” cheio de estados de energia negativa. Se você chutar uma dessas partículas invisíveis para a zona positiva, deixará um buraco. O buraco se comporta como uma partícula normal, mas com carga oposta. Esta é a primeira vez que uma partícula foi prevista pela matemática pura antes de ser vista em laboratório. É chamado de antimatéria.
Por que focar na antimatéria para testar Gravidade? Porque a antimatéria preenche a maior divisão da física. A relatividade geral (gravidade) e a mecânica quântica (todo o resto) são notoriamente incompatíveis. Eles falam línguas diferentes e moram em bairros diferentes. Como a antimatéria é um produto puro do mundo quântico, é a candidata perfeita para testar a teoria da gravidade de Einstein.
Porém, isso é um sonho, por três motivos:
- Quando matéria e antimatéria se tocam, elas se aniquilam em um lampejo de pura energia.
- A natureza não nos fornece apenas um antídoto; Temos que desenvolvê-lo em laboratórios avançados.
- Comparado com a força eletromagnética, A gravidade é incrivelmente fraca.
Para superar estes obstáculos, os cientistas da experiência ALPHA-g do CERN tiveram que ser criativos. Primeiro, eles combinaram antiprótons com pósitrons (anti-elétrons) para formar anti-hidrogênio neutro. Como esses contra-íons são neutros, eles não são repelidos pela eletricidade.
A equipe capturou centenas desses antiátomos em uma armadilha de Penning, que os mantém em uma garrafa magnética, porque quando são neutros, ainda se comportam como pequenas barras magnéticas. Então, usando lasers, os pesquisadores resfriaram Átomos Perto do zero absoluto para evitar que tremam.
Então chegou o momento da verdade: eles rejeitaram lentamente o campo magnético.
Se a antimatéria ignorasse o princípio do equilíbrio fraco, os átomos poderiam ter se movido para cima, repelidos pela Terra. Se Einstein estivesse certo, eles deveriam cair. Os pesquisadores esperaram por um lampejo de destruição enquanto os antiátomos escapavam da armadilha e atingiam as paredes do recipiente. Depois de filtrarem o ruído falso Raios CósmicosO Resultados Ficou claro: aproximadamente 80% dos antiátomos caíram no fundo da armadilha.
A antimatéria cai. É um Resistência– O clima (ha ha) resulta muito bem. Isto significa que o princípio do equilíbrio fraco permanece intacto e a visão de Einstein da reacção gravitacional universal permanece imaculada.
No entanto, o caso não está completamente encerrado. Sabemos que a antimatéria cai abaixoAinda não sabemos se cai certo Aceleração Como de costume. Mesmo uma diferença de 1% na velocidade de queda representaria uma revolução total na física – um sinal de que a gravidade trata o material vítreo de forma diferente. Mas, por enquanto, o universo é um lugar onde martelos, penas e anti-hidrogênio estão todos avançando em direção à Terra na mesma velocidade.
