ساخت اتم‌های ضدماده در آزمایشگاه

 گروه محققین در مرکز علمی سرن سوئیس، راهی جدید برای تولید اتم‌های پوزیترونیوم پایدار پیدا کردند. این اتم از یک الکترون و یک پوزیترون با جفت مخالف الکترون با بار مثبت، تشکیل شده است. از اتم به‌دست آمده می‌توان در آزمایش‌های گرانش ضدماده‌ها استفاده کرد. می‌توان گفت جهان تقریباً خالی از ضدماده است، ولی فیزیکدانان هنوز دلیل این واقعیت را نمی‌دانند. کشف تفاوت‌های بین رفتار ماده و ضدماده در میدان گرانشی زمین می‌تواند پاسخی برای این پرسش به‌دست دهد.

اتم‌های پوزیترونیوم یکی از انواع اتم‌های ضدماده هستند که می‌توان بر روی آن‌ها آزمایش‌های گرانشی انجام داد و نتایج آن‌را با دیگر مواد مقایسه کرد. طول عمر این ضدماده معمولاً کوتاه بوده و به سختی بیش از ۱۴۲ نانوثانیه دوام می‌آورد. این زمان برای انجام آزمایش گرانش بسیار کوتاه است. به همین دلیل فیزیکدانان در جستجوی راهی برای افزایش طول عمر این اتم‌ها بوده‌اند.

در مقاله‌ای که اخیراً در مجله‌ی Physical Review A به چاپ رسیده است، محققین راهی برای طولانی کردن عمر این ضدماده ارائه داده‌اند. آن‌ها می‌گویند: «برای این که بتوان از پوزیترونیوم‌ها در آزمایش گرانش استفاده کرد، باید طول عمر آن‌ها را بیشتر کرد، تعداد زیادی از آن‌ها تولید کرد و همچنین سرعت آن‌را به سرعتی رساند که بتوان آن‌را کنترل کرد و نیز نتواند تحت تاثیر اختلالات میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی قرار گیرد. روش جدید ما به همه‌ی این تقاضاها پاسخ می‌دهد و در هر دقیقه ۸۰،۰۰۰ اتم پوزیترونیوم تولید می‌کند که طول عمر آن‌ها ۱،۱۴۰ نانوثانیه بوده و دارای سرعتی بین ۷۰ تا ۱۲۰ کیلومتر بر ثانیه هستند. این سرعت را می‌توان با دقت بالایی کنترل کرد. با استفاده از یک مبدل ویژه‌ی پوزیترون به پوزیترونیوم و استفاده از لیزر فرابنفش در واقع با یک تیر دو نشان را زده‌ایم؛ لیزر فرابنفش از یک طرف اتم‌ها را به کمترین سطح انرژی الکتریکی می‌آورد تا بتوانند طول عمر بیشتری داشته باشند و از طرف دیگر از بین همه‌ی اتم‌های تولید شده اتم‌هایی با سرعت خاص را انتخاب می‌کند.»