งานวิจัยแสดงให้เห็นว่าอัจฉริยะอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์คิดถูกเกี่ยวกับปฏิสสาร

อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์กำลังก้าวหน้าอย่างสำคัญในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับปฏิสสารให้ดียิ่งขึ้น นักวิจัยกล่าวเมื่อวันพุธ (27 กันยายน) ว่าพวกเขาได้แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าปฏิสสารตอบสนองต่อแรงโน้มถ่วงในลักษณะเดียวกับที่สสารทำ นั่นคือ โดยการตก ความสำเร็จของการทดลองครั้งนี้ทำให้ทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไปของนักฟิสิกส์อัจฉริยะ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ได้รับการเสริมกำลังอีกครั้ง

การวิจัยแสดงให้เห็นว่า อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ใช้ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติในรูปที่ 1 — การจำลองอะตอมแอนติไฮโดรเจนที่ตกลงไปในเครื่องมือ ALPHA-g ที่ศูนย์วิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป (CERN) ในเจนีวา ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ภาพ: มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกา

อย่างที่เรารู้กันดีว่า ทุกสิ่งที่เราเห็น ไม่ว่าจะเป็นดาวเคราะห์ ดวงดาว พุดเดิ้ล หรือลูกอม ล้วนประกอบด้วยสสารธรรมดาทั้งสิ้น ในขณะเดียวกัน แอนตี้แมทเทอร์ก็เป็นฝาแฝดลึกลับของสสารธรรมดา ซึ่งมีมวลเท่ากันแต่ประจุตรงข้ามกัน

อนุภาคย่อยอะตอมเกือบทั้งหมด เช่น อิเล็กตรอนและโปรตอน ล้วนมีคู่ปฏิสสาร ในขณะที่อิเล็กตรอนมีประจุลบ แอนติอิเล็กตรอนหรือที่เรียกว่าโพซิตรอนจะมีประจุบวก ในทำนองเดียวกัน ในขณะที่โปรตอนมีประจุบวก แอนติโปรตอนจะมีประจุลบ

ตามทฤษฎีนั้น บิ๊กแบงซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของจักรวาลควรจะสร้างสสารและปฏิสสารในปริมาณที่เท่ากัน อย่างไรก็ตาม ดูเหมือนว่าจะมีแอนตี้แมทเทอร์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น และแทบจะไม่มีเลยบนโลก นอกจากนี้ สสารและปฏิสสารยังไม่สามารถเข้ากันได้ หากคุณสัมผัสพวกมัน พวกมันจะระเบิด

การทดลองดังกล่าวดำเนินการที่ศูนย์วิจัยนิวเคลียร์ยุโรป (CERN) ในประเทศสวิตเซอร์แลนด์โดยนักวิจัยจากโครงการร่วมมือด้านฟิสิกส์เลเซอร์ต่อต้านไฮโดรเจน (ALPHA) มันเกี่ยวข้องกับปฏิสสารที่เป็นคู่ของไฮโดรเจน ซึ่งเป็นธาตุที่เบาที่สุด

“บนโลก ปฏิสสารที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติส่วนใหญ่เกิดขึ้นเมื่อรังสีคอสมิก ซึ่งเป็นอนุภาคพลังงานจากอวกาศ ชนกับอะตอมในอากาศ และสร้างคู่ของสสารและปฏิสสารขึ้นมา” โจนาธาน วูร์เทเล นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ผู้ร่วมเขียนผลการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature กล่าว

แอนตี้แมทเทอร์ที่เพิ่งสร้างขึ้นใหม่นี้คงอยู่จนกระทั่งมันพุ่งชนอะตอมของสสารปกติในชั้นบรรยากาศล่าง อย่างไรก็ตาม แอนตี้แมทเทอร์สามารถสังเคราะห์ได้ภายใต้เงื่อนไขที่ควบคุม เช่น ในการทดลองแอลฟา

สารต่อต้านไฮโดรเจนจะถูกบรรจุอยู่ในห้องสุญญากาศทรงกระบอกและถูกกักไว้ด้วยสนามแม่เหล็ก นักวิจัยลดสนามแม่เหล็กเพื่อปล่อยแอนตี้แมทเทอร์ออกมาเพื่อดูว่ามันจะตกลงมาต้านแรงโน้มถ่วงหรือไม่ มันมีพฤติกรรมเหมือนไฮโดรเจนภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน

“ผลลัพธ์ดังกล่าวได้รับการคาดการณ์ไว้โดยทฤษฎีและการทดลองทางอ้อม… แต่ไม่เคยมีกลุ่มใดทำการทดลองโดยตรงที่ให้ทิ้งปฏิสสารเพื่อดูว่าจะตกไปในทิศทางใด” โจเอล ฟาจานส์ นักฟิสิกส์และผู้เขียนร่วมการศึกษาจาก UC Berkeley กล่าว

เมื่อไอน์สไตน์ประดิษฐ์ทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไป ซึ่งเป็นคำอธิบายที่ครอบคลุมเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วง เขาถือว่าสสารทั้งหมดเท่าเทียมกัน กล่าวคือ สสารปฏิสสารจะมีปฏิกิริยาเดียวกันกับสสาร แอนตี้แมทเทอร์ถูกค้นพบอย่างเป็นทางการในปีพ.ศ. 2475 เท่านั้น

“ผมคิดว่านี่เป็นพยานถึงพลังของทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไปและหลักการสมดุลของมัน” วิลเลียม เบิร์ตเช นักฟิสิกส์และผู้เขียนร่วมการศึกษาวิจัยจากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ในสหราชอาณาจักร ซึ่งทำการทดลองที่ CERN กล่าว

การทดลองนี้พิสูจน์ให้เห็นว่าปฏิสสารและสสารถูกดึงดูดโดยแรงโน้มถ่วง โดยตัดความเป็นไปได้ที่อาจมีสาเหตุมาจากการขาดแคลนปฏิสสารในอดีตออกไป นั่นคือ ปฏิสสารถูกผลักไปยังด้านอื่นของบิ๊กแบง

ในที่สุด นักฟิสิกส์ Fajans ก็ได้ออกมากล่าวว่า “ไม่ว่าทฤษฎีจะดีแค่ไหน ฟิสิกส์ก็ยังคงเป็นวิทยาศาสตร์เชิงทดลองอยู่ดี”

ฮวงไห่ (ตามรายงานของ CERN, UNSF, Reuters)

แหล่งที่มา