Valikko
Tiede

Suomalaistutkijat mukana mittaamassa antiainetta tarkimmin maailmassa

Neutraali antivety on varaukseltaan aika lailla kuin vety.

Antivetyatomin varaus on nyt mitattu niin tarkasti, että fyysikko Petteri Pusa uskaltaa sanoa neutraalin antivedyn olevan ainakin varaukseltaan hyvin samanlaista kuin vety.

Löydös voi kuulostaa vähäiseltä, mutta se on askel arvoituksellisen antiaineen tutkimuksessa. Euroopan hiukkastutkimuksen keskuksen (Cern) Alphan-kokeen työryhmän tulokset on julkaistu tiedelehdessä Nature.

Mukana isossa ryhmässä on kaksi suomalaistutkijaa. Liverpoolin yliopistossa työskentelevän Pusan lisäksi kokeessa työskentelee Swansean yliopiston tutkija Stefan Eriksson.

Nyt tehdyn mittauksen perusteella antivetyn varaus on ainakin miljardisosan tarkkuudella sama kuin vedyn.

”Se osoittaa, että on mahdollista suorittaa tarkkuusmittauksia hyvin pienelle määrälle antimateria-atomeja. Se avaa tien aineen ja antiaineen mysteerin selvittämiselle”, Pusa sanoo.

Mutta vielä selitystä ei ole.

Antimaterian eli antiaineen häviäminen universumin alussa aineen tieltä on fysiikan suuria arvoituksia. Miksi koostumme aineesta emmekä antiaineesta?

Vallitsevan fysiikan standardimallin mukaan ainetta ja antiainetta olisi pitänyt syntyä yhtä paljon universumin alkuräjähdyksessä. Ainetta jäi vähän enemmän, ja sitä mekin olemme.

”Meille tuntemattomasta syystä emme kuitenkaan havaitse antimateriaa käytännössä lainkaan”, Pusa sanoo. Antimateria ei viihdy yhtään materian seurassa. Kohdatessaan ne välähtävät olemattomiin.

Tunnetuilla alkeishiukkasilla on kuitenkin jokaisella antihiukkanen. Antiaineen olemassaolo on myös osoitettu. Jo 1930-luvulla Carl Anderson löysi avaruussäteilystä positronin, joka on elektronin antihiukkanen – positroni ehti kovaa vauhtia ilmaisimeen ennen tuhoutumistaan.

Nyt antiainetta osataan jo tehdä. Cernissa Alpha-kokeessa syntyy yksinkertaisinta antiatomia eli neutraalia antivetyä. Siinä on ytimessä antiprotoni, jonka ympärillä on positroni.

Cernin antiaineloukku muistuttaa isoa tölkkiä. Sen sisällä on ”suurtyhjiö” eli avaruuden tyhjiö ja magneettikentistä muodostuva pullo. Magneettiloukku nappaa synnytettävän antivedyn.

”Toiselta puolelta tulee noin 30 000 antiprotonia ja toiselta puolelta kaksi miljoonaa positronia. Loukussa syntyy 5 000–6 000 antivetyä. Yksi saadaan talteen”, Pusa kuvailee.

”Ennätyksemme on viisitoista minuuttia, niin kauan olemme pystyneet säilyttämään mittauksissa antiainetta”, Pusa sanoo. Ilman mittauksia antiaine säilyisi kauemminkin.

Antivetyatomin varauksen mittaaminen onnistuu välillisesti. Karkeasti sen voisi kuvata niin, että magneettipulloon luodaan sähkökenttä, jonka voimakkuutta vaihdellaan. Jos antivety on varaukseton, se ei reagoi sähkökentän muutoksiin, Pusa kuvailee.

Mittauksia haasteena on se, että vain yksittäisiä antivetyatomeita pystytään tarkastelemaan kerralla.

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää
    Luetuimmat
    1. 1

      Tuhkarokko leviää nyt ympäri Eurooppaa – Suomessa valmiuksia on lisätty uudella lailla

    2. 2

      HS:n lukijat ehdottavat: Nämä suomalaiset tuotteet kuuluisivat bisnesmokien museoon

    3. 3

      Neljä kuppia kahvia, ei edes pullollista energiajuomaa – suurselvitys tarkisti kofeiinin terveydelliset riskirajat

    4. 4

      Joutsenlaulun Vain elämää -versio soi myös radiossa vastoin Jussi Hakulisen tahtoa – ”Sanoin, että laittakaa radio kiinni”

    5. 5

      Brigitte Macron ”neuvoo ja valmentaa” presidentiksi pyrkivää miestään – lukiolaispojan ja opettajan skandaalisuhteesta syntyi Ranskan seuratuin pari

    6. 6

      Syövän on epäilty johtuvan stressistä, ujoudesta, jopa kielteisistä ajatuksista – laaja kartoitus murtaa sairastuneille haitallisia myyttejä

    7. 7

      Taka-Töölön 80-vuotias klassikkoravintola säästyi perikadolta – Nina Kaukonen osti ravintolan, jossa Matti Pellonpää kävi suihkussa ja Supo vahti Salman Rushdieta

    8. 8

      Punkki puri Jussi Kaijalaa ja se muutti hänen elämänsä – ”Vian epäiltiin jo olevan korvien välissä”

    9. 9

      Onko naisen huivi aina alistamisen merkki? 18-vuotias huivinkäyttäjä kertoo, että ei ole – tästä kamppaillaan juuri nyt Euroopan maissa

    10. 10

      Erdoğan, Le Pen ja Trump ovat oire, eivät ongelma – on helpompaa syyllistää muutama ihminen kuin miettiä, miksi heitä kannatetaan

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Taka-Töölön 80-vuotias klassikkoravintola säästyi perikadolta – Nina Kaukonen osti ravintolan, jossa Matti Pellonpää kävi suihkussa ja Supo vahti Salman Rushdieta

    2. 2

      Ranskan vaaleissa toiselle kierrokselle menevät EU-myönteinen Macron ja oikeistopopulisti Le Pen – perinteisille puolueille rökäletappio

    3. 3

      Köyhät, rikkaat ja maahanmuuttajat asuvat yhä useammin omilla alueillaan – asuinalueet eriarvoistuvat erityisesti Turussa

    4. 4

      Tieteelliset tosiasiat hylätään humpuukina, jos ne horjuttavat omaa maailmankuvaa – ”Ihmiset kyseenalaistavat tutkijoiden motiivit ja sitoumukset”

    5. 5

      Neljä kuppia kahvia, ei edes pullollista energiajuomaa – suurselvitys tarkisti kofeiinin terveydelliset riskirajat

    6. 6

      Suomi maksaa naapureihin verrattuna asiantuntijoille pientä palkkaa – ”Tukholmassa maksetaan joistain tehtävistä Suomeen verrattuna tuplasti”

    7. 7

      Punkki puri Jussi Kaijalaa ja se muutti hänen elämänsä – ”Vian epäiltiin jo olevan korvien välissä”

    8. 8

      Onko naisen huivi aina alistamisen merkki? 18-vuotias huivinkäyttäjä kertoo, että ei ole – tästä kamppaillaan juuri nyt Euroopan maissa

    9. 9

      Kuinka vähällä järjellä maailmaa johdetaan, Olli Rehn? ”Isoin virhe oli luottaa euroalueen johtajien rationaaliseen päätöksentekoon”

    10. 10

      ”Se on kuin jokin uskonto: usein kun suomalainen lähtee töistä, hän ei enää vastaa puhelimeen” – USA:ssa uraa tehnyt Tero Kuittinen hämmästelee suomalaista keskustelua työuupumuksesta

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Nämä tuotteet katoavat kauppojen hyllyistä varkaiden taskuun – kauppa päätyi piilottamaan jopa 1,30 euron kurkumapurkit palvelutiskin taakse

    2. 2

      Maailman vaarallisin tulivuori oireilee uhkaavasti – Kun Campi Flegrei taas räjähtää, vaarassa on miljoonia ihmisiä

    3. 3

      Ammattikoulutuksen tila on kelvoton – poikani lukujärjestys on tyhjä ja hän joutuu lorvimaan kotona

    4. 4

      Oudot tuntemukset juoksulenkillä paljastuivat syöväksi – Entinen huippu-urheilija Kirsi Valasti uskoo, että liikunnan tuoma kehotietoisuus pelasti hänet

    5. 5

      Bostonin maratonin voittajan uurteiset reisilihakset hämmästyttävät: ”En ole nähnyt koskaan mitään vastaavaa”

    6. 6

      Gynekologian ohittaminen on kultakaivos työterveyshuollon palveluita tuottavalle yritykselle

    7. 7

      ”Se on kuin jokin uskonto: usein kun suomalainen lähtee töistä, hän ei enää vastaa puhelimeen” – USA:ssa uraa tehnyt Tero Kuittinen hämmästelee suomalaista keskustelua työuupumuksesta

    8. 8

      Kolmentuhannen euron lasku kuoleman jälkeen yllätti omaiset

    9. 9

      Selvitys: Lähes kolmannes pohjoiskorealaisista käyttää huumeita – metamfetamiini on monille jo arkipäiväistä

    10. 10

      Ravitsemusterapeutti kärsi vuosia kipeästä vatsasta ja ilmavaivoista – Sitten ystävä kertoi ruokavaliosta, joka toi helpotuksen

    11. Näytä lisää