Hmota a antihmota: dvě strany téže mince!

Je tajemná a téměř nepolapitelná. Přesto se už vědcům podařilo na pár okamžiků antihmotu zachytit. A zjistit o ní zbrusu nové zajímavé informace.

Nejslavnější fyzik všech dob Albert Einstein může být v klidu. Nová zjištění vědců z Evropské organizace pro jaderný výzkum (CERN) neotřásla jeho speciální teorií relativity. Ba naopak, teoretická fyzika stojí pevně ve svých základech. Hmota a její sestřička s opačným znaménkem se totiž chovají stejně.

I když mají opačný náboj, fyzika mezi oběma sourozenci nedělá rozdíl. Ukázal to projekt ALICE, na kterém participoval mezinárodní tým badatelů a nechyběli ani ti z České republiky.

Při projektu byl využit urychlovač, ve kterém se téměř rychlostí světla srážely částice olova. Přitom byly navozeny podmínky blížící se stavu krátce po vzniku vesmíru. Právě v té době bylo v prostoru hmoty stejně jako antihmoty.

Ukázalo se to, co teoretická fyzika již předpokládala, tedy že rozdíly v chování hmoty a antihmoty neexistují. Jedná se o symetrii, jež je pro vědce důležitá, jinak by se musely přepisovat učebnice fyziky. Symetrie CPT, jak se tomuto předpokladu říká, znamená, že v okamžiku, kdy se vymění náboje částic, obrátí se proud času a změní se pár dalších parametrů.

Fyzika, jak ji známe, funguje v nezměněném stavu.

Antiatom má na rozdíl od nám známých atomů jádro složené ze záporně nabitých částic a obal z kladně nabitých. Nejuznávanější fyzikální hypotéza hlásá, že při Velkém třesku, jímž se zrodil vesmír, vzniklo stejné množství hmoty a antihmoty. Ale zatímco hmota se stala základem všeho, co existuje, antihmota podle všeho zmizela. Kam?

To je další ze záhad pro současnou vědu, ale jisté stopy už k dispozici má.

Zda by antihmota mohla mít praktické využití, je otázkou. Inženýři zkoumají nejrůznější alternativy pohonu, včetně warpu, využívajícího zakřivení prostoru, a právě motorů založených na reakcích hmoty a antihmoty. Ale to vše je zatím velmi vzdálená hudba budoucnosti.

Vědci už dříve byli schopni vyrobit jednotlivé částečky antihmoty jako antiprotony, antineutrony a pozitrony, které jsou opakem elektronů. V roce 2002 se jim je podařilo spojit v celé antiatomy, ale nikdy je nedokázali udržet dost dlouho na to, aby je mohli studovat. Atomy hmoty a antihmoty se totiž při kontaktu navzájem ničí.

Až v roce 2010 se vědcům v CERNu podařilo na desetinu vteřiny zachytit 38 antiatomů vodíku, což byla dostatečně dlouhá doba na jejich pozorování.

O rok později badatelé ze stejného pracoviště oznámili, že antihmotu udrželi celých 16 minut a 40 vteřin.