วิทยาศาสตร์ที่ดีที่สุด - คำถามที่จับและบังคับมนุษย์ทุกคน - ติดอยู่ในความลึกลับ หากเป็นกรณีนี้อนุภาคทั้งสองประเภทจะทำลายซึ่งกันและกันโดยปล่อยให้เอกภพเต็มไปด้วยพลังงาน
เมื่อการดำรงอยู่ของเราพิสูจน์ได้ว่าไม่เกิดขึ้น ในความเป็นจริงธรรมชาติดูเหมือนว่าจะมีส่วนหนึ่งในการตั้งค่าเรื่องปฏิสสาร 10 ล้านล้าน เป็นหนึ่งในความลึกลับที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในฟิสิกส์ยุคใหม่
แต่ Large Hadron Collider กำลังทำงานอย่างหนักผลักดันสสารถึงขีด จำกัด เพื่อไขปริศนาอันน่าหลงใหลนี้ ในสัปดาห์นี้เซิร์นสร้างลำแสงของแอนติเจนแอนโดรเจนเพื่อให้นักวิทยาศาสตร์ทำการวัดที่แม่นยำของแอนทายแมทเทอร์ที่เข้าใจยากนี้เป็นครั้งแรก
ปฏิปักษ์จะเหมือนกับอนุภาคสสารยกเว้นเครื่องหมายของประจุไฟฟ้า ดังนั้นในขณะที่ไฮโดรเจนประกอบด้วยโปรตอนที่มีประจุบวกที่โคจรอยู่โดยอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ, แอนติเจนนั้นประกอบด้วยแอนตีโปรตรอนที่มีประจุลบหรือโคจรโดยแอนตี้ - อิเล็กตรอนที่มีประจุบวกหรือโพซิตรอน
ในขณะที่ปฏิสสารแรกเกิดไม่เคยพบในเอกภพ แต่ก็มีความเป็นไปได้ที่จะสร้างแอนติเจนในเครื่องเร่งอนุภาคโดยการผสมโพสิตรอนกับแอนติโปรตรอนพลังงานต่ำ
ในปี 2010 ทีมงาน ALPHA ได้ทำการตรวจจับและจัดอะตอมแอนติเจนให้เป็นครั้งแรก ตอนนี้ทีมประสบความสำเร็จในการสร้างลำอนุภาคแอนติเจน ในกระดาษที่ตีพิมพ์ในสัปดาห์นี้ใน Nature Communications ทีม ALPHA รายงานการตรวจจับ 80 อะตอมแอนติเจนไฮโดรเจนที่ล่อง 2.7 เมตรจากการผลิต
“ นี่เป็นครั้งแรกที่เราได้ศึกษาแอนติเจนด้วยความแม่นยำ” เจฟฟรีย์ฮังส์โฆษกของ ALPHA กล่าวในงานแถลงข่าว “ เรามองโลกในแง่ดีว่าเทคนิคการดักของ ALPHA จะทำให้เกิดความเข้าใจที่ลึกซึ้งในอนาคต”
หนึ่งในความท้าทายที่สำคัญคือการป้องกันไม่ให้แอนโดรเจนออกจากสารสามัญเพื่อที่ทั้งสองจะไม่ทำลายซึ่งกันและกัน ในการทำเช่นนั้นการทดลองส่วนใหญ่จะใช้สนามแม่เหล็กเพื่อดักจับอะตอมของแอนไฮโดรเจนนานพอที่จะศึกษาได้
อย่างไรก็ตามสนามแม่เหล็กแรงนั้นลดคุณสมบัติทางสเปกโตรสโคปีของอะตอมต่อต้านแอนโดรเจนดังนั้นทีมอัลฟาจึงต้องพัฒนานวัตกรรมที่สร้างขึ้นเพื่อถ่ายโอนอะตอมแอนไฮโดรเจนไปยังพื้นที่ที่สามารถศึกษาได้ไกลจากสนามแม่เหล็กแรง
ในการวัดค่าการต้านแอนโดรเจนไฮโดรเจนทีม ALPHA ได้ศึกษาวิถีของอะตอมแอนไฮโดรเจนที่ปล่อยออกมาจากกับดักในที่ที่มีสนามไฟฟ้า ถ้าอะตอมแอนไฮโดรเจนมีประจุไฟฟ้าสนามจะเบี่ยงเบนพวกมันในขณะที่อะตอมที่เป็นกลางจะไม่ถูกสะท้อน
ผลที่ได้ขึ้นอยู่กับเหตุการณ์ที่บันทึกไว้ 386 รายการให้ค่าของประจุไฟฟ้าแอนติเจนที่ -1.3 x 10-8. กล่าวอีกนัยหนึ่งค่าใช้จ่ายเข้ากันได้กับศูนย์ทศนิยมแปดถึงแปด แม้ว่าผลลัพธ์นี้จะไม่น่าแปลกใจเลยเนื่องจากอะตอมไฮโดรเจนเป็นกลางทางไฟฟ้า แต่เป็นครั้งแรกที่มีการวัดค่าของปฏิกริยาต่อต้านการวัดด้วยความแม่นยำสูง
ในอนาคตความแตกต่างที่ตรวจพบได้ระหว่างสสารกับแอนทายแมทเทอร์สามารถช่วยไขความลึกลับที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในฟิสิกส์ยุคใหม่เปิดหน้าต่างสู่อาณาจักรแห่งวิทยาศาสตร์ใหม่
บทความได้รับการตีพิมพ์ใน Nature Communications
