Antimedžiaga, mokslinės fantastikos filmuose dažnai įmantriai vadinama antimaterija, nėra jokia egzotika Ženevos (Šveicarija) CERN dalelių fizikos laboratorijoje dirbantiems mokslininkams.
Čia ji nuolat sukuriama tam, kad padėtų geriau perprasti atomų bei molekulių prigimtį. Visai neseniai Japonijos RIKEN tyrimų instituto mokslininkai, bendradarbiaudami su kolegomis iš Danijos, Jungtinės Karalystės bei Vengrijos, atskleidė, jog antiprotonai – tos pačios masės, tiktai priešingo krūvio ženklo (neigiamo) dalelės – su molekulėmis susiduria visiškai kitaip nei su atomais. Gautas rezultatas gali turėti įtakos tobulinant atomų susidūrimus aprašančias teorijas.
„Mes į patį paprasčiausią molekulinį taikinį – molekulinį vandenilį – paleidome pačias paprasčiausias neigiamo krūvio daleles – lėtuosiuos antiprotonus“, – pasakoja RIKEN instituto mokslininkas Jasunoris Jamazakis (Yasunori Yamazaki). Lėtieji antiprotonai pasižymi tuo, jog juos patogu naudoti atomų ir molekulių tyrimams, nes jų neigiamas krūvis netraukia elektronų. Tai gerokai palengvina teorinį modeliavimą, be to, mažesni greičiai reiškia ilgesnes bei kur kas stipresnes sąveikas, kurioms įvertinti nebūtina atlikti sudėtingų reliatyvistinių skaičiavimų.
Antiprotonų lėtintuvo CERN laboratorijoje schema. CERN iliustr.
CERN laboratorijos mokslininkai antiprotonus sukuria smarkiai įgreitintų protonų pluoštelį nukreipdami į iridžio taikinį. Tuomet įrenginyje, kuris vadinamas antiprotonų lėtintuvu, magnetai sufokusuoja gautus antiprotonus ir galiausiai stiprūs elektriniai laukai juos pristabdo ligi maždaug 10 proc. šviesos greičio. J. Jamazakiui ir jo kolegoms prieš įgreitinant kiekvieną antiprotoną iki norimos energijos, juos pavyksta pagauti ir sulėtinti ligi 0.01 proc. šviesos greičio. Įgreitinti antiprotonai nukreipiami į molekulinio deuterio, dar vadinamu sunkiuoju vandeniliu (dėl vandenilio branduolyje šalia protono esančio papildomo neutrono), dujas ir jautriais prietaisais registruojami susidūrimo vyksmai.
J. Jamazakiui ir jo bendradarbiams pavyko išsiaiškinti, jog deuterio molekulių jonizacijos tikimybė tiesiškai priklauso nuo antiprotonų greičio. Tai visiška priešingybė tam, ko tikimasi iš atominių bandinių – gryno vandenilio. „Tai buvo didelis netikėtumas, reiškiantis, kad mūsų supratimas apie atominių susidūrimų dinamiką, netgi žvelgiant kokybiškai, yra dar pačioje kūdikystėje“, – teigia mokslininkas. Tyrėjai mano, jog molekuliniai bandiniai pasižymi tam tikru mechanizmu, kuris slopina jonizacijos procesą. Kai antiprotonas ima artinis prie vieno iš molekulės protonų, dėl antro protono poveikio elektronų debesėlis persiorientuoja. Kuo antiprotonas skrieja lėčiau, tuo elektronai turi daugiau laiko prisitaikyti prie pakitusio aplinkos poveikio, todėl jonizacijos tikimybė sumažėja.
Dabar J. Jamazakis ir jo mokslininkų komanda ketina tyrinėti, kaip jonizacija priklauso nuo atstumo tarp antiprotonų šaltinio ir apšaudomo taikinio bei jo erdvinės orientacijos susidūrimo metu.
