1000 שניות של אנטי-חומר

לראשונה בתולדות המדע חוקרים הצליחו לכלוא אנטי-חומר למשך 1000 שניות. ב-CERN מרוצים מאוד מההישג לאחר שבניסוי הקודם, האנטי-חומר שרד רק 172ms.

מקור: תמונות מסך מאתר הניסוי, עיבוד תמונה

צוות הניסוי ALPHA של מכון המחקר הבינלאומי CERN הצליח לייצר ולהחזיק במספר אטומי אנטי-מימן, סוג של אנטי-חומר, למשך 16 דקות ו-40 שניות, או אם תרצו, למשך 1000 שניות. זהו משך זמן הארוך ביותר בעולם, עד כה, בו הצליחו מדענים להחזיק את החומר הלא יציב. בפעם האחרונה שצוות זה ניסה זאת, לפני כשנה, הם הצליחו להחזיק את האטומים לפרק של כשתי עשיריות השנייה בלבד.

לכלוא אטומים

מטרתו של צוות הניסוי ALPHA היא להצליח לתפוס אטומי אנטי-מימן, שהם המקבילים לאטום המימן הסטנדרטי. אחרי שיצליחו לתפוס את אטומי האנטי-מימן, הצוות מקווה להחזיק בהם לזמן ממושך מספיק, במטרה ללמוד את תכונותיהם ובאמצעותם ללמוד על אנטי-חומר בכלל ועל מערכת היחסים המורכבת שלו עם חומר.

כידוע, חלקיקי אנטי-חומר וחומר שואפים לחסל אחד את השני בתהליך המכונה annihilation. כדי להתגבר על המשיכה של אנטי-חומר אל חומר, החוקרים בצוות הניסוי חייבים להשאיר את חלקיקי האנטי חומר בוואקום (הרי אסור שיהיו מולקולות של אוויר לידם). במקביל אסור לחלקיקים לגעת בדפנות הכלי המחזיק אותם, ולכן משתמשים החוקרים במגנטים, המשאירים את החלקיקים במקום. דוגמא לניסוי זה היה ניתן לראות בסרט “מלאכים ושדים”, אשר סבב סביב פצצת אנטי-חומר, ובו נראתה איילת זורר מתעסקת עם כלי אחסון נייד של אנטי-חומר.

דרוש זמן להירגע

חלקיקי האנטי-חומר צריכים זמן להירגע. הם מגיעים לכלי האחסון הייעודי במצב המכונה excited state בו סביב האנטי פרוטון יש פוזיטרון, חלקיק הנושא את המטען החשמלי ההפוך לזה של האלקטרון. אמנם, החוקרים מסוגלים לחקור את החלקיקים גם במצב ה-excited שלהם, אך הם מעוניינים יותר ל”הרגיע” אותם ולהביאם למצב המכונה ground state. מצב זה דורש שהות ממושכת של החלקיקים בכלי האכסון ולכן עד כה החוקרים כמעט ולא הצליחו להביא את חלקיקי האנטי-חומר להגיע למצב זה.

אנטי-מימן מורכב אך ורק מרכיבי אנטי-חומר. בדרך כלל, חלקיקי חומר וחלקיקי אנטי-חומר הנמצאים בסמיכות אחד לשני משמידים אחד את השני תוך כמיקרו-שניה. על כן, אחד האתגרים הניצבים בפני מי שרוצה לכלוא אנטי-חומר הוא לוודא שאין שום חלקיקי חומר, ושהאנטי-חומר לא בא במגע עם חלקיקי חומר.

במסגרת ניסויים קודמים, החוקרים ב-CERN הצליחו לגרום לחלקיקי אנטי-חומר לשרוד פרק זמן של 172ms. הצלחת הניסוי הפעם היתה כבירה בכל קנה מידה, שכן האנטי-חומר החזיק מעמד הפעם במשך 1000 שניות שלמות. זמן ממושך זה איפשר לחוקרים לחקור את התכונות של האנטי-מימן, שהוא אחת הצורות היציבות של אנטי-חומר שמצאו החוקרים עד כה. בנוסף, המידע הרב שנאסף במשך 1000 השניות יאפשר לחוקרים לפתח דרכים יעילות יותר לכלוא חלקיקי אנטי-חומר ולהאריך את משך הזמן שניתן ללמוד אותם בכל פעם, לפני שהם מושמדים.

היבט נוסף המעניין את החוקרים הוא השפעת כוח הגרביטציה על אנטי-חומר. אנחנו מכירים את השפעת הגרביטציה על חומר, ואת המשיכה המתרחשת בין גופים שונים בעלי מסה. אחד הדברים שהחוקרים מעוניינים לבדוק היא כיצד מושפעים חלקיקי אנטי-חומר מגרביטציה, אם בכלל. כדי להגיע למצב בו ניתן למדוד חלקיק עם מסה כה קטנה וכיצד הוא מושפע מגרביטציה, החוקרים צריכים יותר זמן לחקור. כלומר, והם צריכים שהחלקיקים ישרדו יותר זמן.

וידאו: גרביטציה וחוקי ניוטון, הרצאה ב-MIT

בדרך לחלל

אז אמנם, המרחק בין חלקיקי אנטי-חומר החיים 1000 שניות לבין כמות של אנטי-חומר המסוגלת להניע חללית כמו ה-Enterprise-D עוד רב, ואין לנו עדיין את הטכנולוגיה להשתמש באנטי-חומר כמקור להפקת אנרגיה. אך הצעדים הראשונים שעושים החוקרים ב-CERN עשויים לקדם את ההבנה שלנו של היקום, הכוחות הפועלים בו, וכיצד האנטי-חומר משתלב ומתאים לתצרף החיים הגדול.

נדב דופמן-גור

עו"ד העוסק בתחומי דיני הטכנולוגיה, דיני פרטיות וקניין רוחני. מרצה ומנטור לסטארטאפים, ובעל ניסיון רב-שנים בפיתוח ווב (http://about.me/nadavdg).

הגב

3 תגובות על "1000 שניות של אנטי-חומר"

avatar
Photo and Image Files
 
 
 
Audio and Video Files
 
 
 
Other File Types
 
 
 

* היי, אנחנו אוהבים תגובות!
תיקונים, תגובות קוטלות וכמובן תגובות מפרגנות - בכיף.
חופש הביטוי הוא ערך עליון, אבל לא נוכל להשלים עם תגובות שכוללות הסתה, הוצאת דיבה, תגובות שכוללות מידע המפר את תנאי השימוש של Geektime, תגובות שחורגות מהטעם הטוב ותגובות שהן בניגוד לדין. תגובות כאלו יימחקו מייד.

סידור לפי:   חדש | ישן | הכי מדורגים
need4steer
Guest

תודה רבה על הכתבה הנהדרת!.

מתן
Guest

מדהים! פשוט מדהים לאן הטכנולוגיה שלנו מתפתחת….אני מאמין שעוד נשמע המון דברים גדולים ממאיץ החלקיקים הזה. הפרוייקט הזה הוא אחת הסיבות שרציתי ללמוד פיזיקה, אבל הגעתי למסקנה שהנדסת תוכנה יותר משתלם xD

יוני כץ
Guest

מדהים :) – בהחלט יפה לראות איך הטכנולוגיה באמת מתקדמת :)

wpDiscuz

תגיות לכתבה: