जब से 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में एंटीमैटर का अस्तित्व प्रस्तावित किया गया था, वैज्ञानिकों ने यह समझने की कोशिश की है कि सामान्य पदार्थ से कैसे संबंधित है, और ब्रह्मांड में दोनों के बीच एक स्पष्ट असंतुलन क्यों है। ऐसा करने के लिए, पिछले कुछ दशकों में कण भौतिकी अनुसंधान ने ब्रह्मांड में सबसे प्राथमिक और प्रचुर मात्रा में परमाणु के एंटी-एंटीवायरन कण पर ध्यान केंद्रित किया है।
कुछ समय पहले तक, यह बहुत मुश्किल रहा है, क्योंकि वैज्ञानिक एंटीहाइड्रोजेन का उत्पादन करने में सक्षम रहे हैं, लेकिन इसे खत्म करने से पहले लंबे समय तक इसका अध्ययन करने में असमर्थ रहे। लेकिन हाल ही में एक अध्ययन के अनुसार जो प्रकाशित हुआ था प्रकृति, अल्फा प्रयोग करने वाली एक टीम एंटीहाइड्रोजेन पर पहले वर्णक्रमीय जानकारी प्राप्त करने में सक्षम थी। यह उपलब्धि, जो बनाने में 20 साल थी, एंटीमैटर में अनुसंधान के एक नए युग को खोल सकती है।
मापना कि तत्व प्रकाश को कैसे अवशोषित या उत्सर्जित करते हैं - अर्थात् स्पेक्ट्रोस्कोपी - भौतिकी, रसायन विज्ञान और खगोल विज्ञान का एक प्रमुख पहलू है। न केवल यह वैज्ञानिकों को परमाणुओं और अणुओं को चिह्नित करने की अनुमति देता है, यह खगोलविदों को उनके द्वारा उत्सर्जित प्रकाश के स्पेक्ट्रम का विश्लेषण करके दूर के सितारों की संरचना का निर्धारण करने की अनुमति देता है।
अतीत में, कई अध्ययनों को हाइड्रोजन के स्पेक्ट्रम में आयोजित किया गया है, जो ब्रह्मांड में सभी बेरोनिक द्रव्यमान का लगभग 75% है। ये पदार्थ, ऊर्जा और कई वैज्ञानिक विषयों के विकास की हमारी समझ में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। लेकिन हाल तक तक, इसके विरोधी कण के स्पेक्ट्रम का अध्ययन करना अविश्वसनीय रूप से कठिन रहा है।
शुरुआत के लिए, यह आवश्यक है कि जो कण एंटीहाइड्रोजेन - एंटीप्रोटोन और पॉज़िट्रॉन (एंटी-इलेक्ट्रॉन) का गठन करते हैं - उन्हें पकड़ लिया जाए और ठंडा किया जाए ताकि वे एक साथ आ सकें। इसके अलावा, यह आवश्यक है कि इन कणों को लंबे समय तक बनाए रखा जाए ताकि उनके व्यवहार का निरीक्षण किया जा सके, इससे पहले कि वे अपरिहार्य हो सामान्य पदार्थ और संपर्क को नष्ट कर दें।
सौभाग्य से, प्रौद्योगिकी ने पिछले कुछ दशकों में उस बिंदु पर प्रगति की है जहां एंटीमैटर में अनुसंधान अब संभव है, इस प्रकार वैज्ञानिकों को यह अनुमान लगाने का अवसर मिलता है कि एंटीमैटर के पीछे भौतिकी मानक मॉडल के अनुरूप है या इससे परे जाना है। सर्न अनुसंधान दल के रूप में - जिसका नेतृत्व लिवरपूल विश्वविद्यालय में भौतिकी विभाग के डॉ। अहमदी ने किया - उनके अध्ययन में संकेत दिया गया:
"मानक मॉडल की भविष्यवाणी है कि बिग बैंग के बाद प्राइमरी यूनिवर्स में समान मात्रा में पदार्थ और एंटीमैटर होना चाहिए था, लेकिन आज के यूनिवर्स में लगभग पूरी तरह से सामान्य पदार्थ शामिल हैं। यह भौतिकविदों को एंटीमैटर का सावधानीपूर्वक अध्ययन करने के लिए प्रेरित करता है, यह देखने के लिए कि क्या भौतिकी के नियमों में एक छोटी विषमता है जो दो प्रकार के पदार्थों को नियंत्रित करती है। "
1996 में शुरू हुआ, यह शोध सर्न एंटिप्रोटन डिक्लेरेटर सुविधा के एक भाग AnTiHydrogEN App तंत्र (ATHENA) प्रयोग का उपयोग करके किया गया था। यह प्रयोग एंटीप्रोटोन और पॉज़िट्रॉन पर कब्जा करने के लिए जिम्मेदार था, फिर उन्हें उस बिंदु पर ठंडा कर रहा है जहां वे एंथीड्रोजन बनाने के लिए गठबंधन कर सकते हैं। 2005 के बाद से, यह कार्य ATHENA के उत्तराधिकारी, ALPHA प्रयोग की जिम्मेदारी बन गया है।
अद्यतन उपकरणों का उपयोग करते हुए, अल्फा न्यूट्रल एंटीहाइड्रोजेन के परमाणुओं को पकड़ता है और अनिवार्य रूप से सत्यानाश करने से पहले उन्हें एक लंबी अवधि के लिए रखता है। इस समय के दौरान, शोध टीमें अल्फा के पराबैंगनी लेजर का उपयोग करके स्पेक्ट्रोग्राफिक विश्लेषण करती हैं, यह देखने के लिए कि क्या परमाणु हाइड्रोजन परमाणुओं के समान कानूनों का पालन करते हैं। जैफ्री हैंगस्ट के रूप में, अल्फा सहयोग के प्रवक्ता ने CERN अपडेट में बताया:
"एंटीहाइड्रोजेन में एक संक्रमण का निरीक्षण करने के लिए एक लेज़र का उपयोग करना और हाइड्रोजन की तुलना करना यह देखने के लिए कि क्या वे भौतिकी के समान नियमों का पालन करते हैं, हमेशा एंटीमैटर अनुसंधान का एक प्रमुख लक्ष्य रहा है ... एंटीप्रोटोन या पॉज़िट्रॉन को स्थानांतरित करना और उन्हें पकड़ना आसान है, क्योंकि वे चार्ज किए गए कण हैं। लेकिन जब आप दोनों को जोड़ते हैं तो आपको तटस्थ एंटीहाइड्रोजेन मिलता है, जिसे फंसाना कहीं अधिक कठिन होता है, इसलिए हमने एक बहुत ही विशेष चुंबकीय जाल तैयार किया है जो इस तथ्य पर निर्भर करता है कि एंटीहाइड्रोजेन थोड़ा चुंबकीय है। "
ऐसा करने में, अनुसंधान दल प्रकाश की आवृत्ति को मापने के लिए एक पॉज़िट्रॉन को उसके सबसे कम ऊर्जा स्तर से अगले करने के लिए संक्रमण का कारण बनने में सक्षम था। उन्होंने जो पाया वह यह था कि (प्रायोगिक सीमा के भीतर) एंटीहाइड्रोजेन स्पेक्ट्रल डेटा और हाइड्रोजन के बीच कोई अंतर नहीं था। ये परिणाम पहले एक प्रयोगात्मक हैं, क्योंकि वे एक एंटीहाइड्रोजेन परमाणु से बने पहले वर्णक्रमीय अवलोकन हैं।
पहली बार पदार्थ और एंटीमैटर के बीच तुलना की अनुमति देने के अलावा, ये परिणाम दर्शाते हैं कि एंटीमैटर का व्यवहार - एक विज़ुअल इसकी वर्णक्रमीय विशेषताएं - मानक मॉडल के अनुरूप हैं। विशेष रूप से, वे चार्ज-पैरिटी-टाइम (सीपीटी) समरूपता के रूप में जाना जाता है।
यह समरूपता सिद्धांत, जो स्थापित भौतिकी के लिए मौलिक है, भविष्यवाणी करता है कि पदार्थ और एंटीमैटर में ऊर्जा का स्तर समान होगा। जैसा कि टीम ने अपने अध्ययन में बताया:
“हमने एंटीमैटर के परमाणु पर पहले लेजर-स्पेक्ट्रोस्कोपिक माप का प्रदर्शन किया है। यह कम ऊर्जा वाले एंटीमैटर भौतिकी में लंबे समय से मांगी गई उपलब्धि है। यह एक एंटी-परमाणु के ऑप्टिकल स्पेक्ट्रम का उपयोग करके गंभीर मेट्रोलॉजी और सटीक सीपीटी तुलनाओं के लिए सबूत-के-सिद्धांत प्रयोगों से एक महत्वपूर्ण मोड़ है। वर्तमान परिणाम ... प्रदर्शित करता है कि AD में एंटीमैटर के साथ मूलभूत समरूपता के परीक्षण तेजी से परिपक्व हो रहे हैं। "
दूसरे शब्दों में, इस बात की पुष्टि कि पदार्थ और एंटीमैटर में समान वर्णक्रमीय विशेषताएं हैं, अभी तक एक और संकेत है कि मानक मॉडल को धारण किया गया है - ठीक उसी तरह जैसे 2012 में हिग्स बोसोन की खोज ने किया था। इसने एंटीमैटर कणों को फंसाने में अल्फा प्रयोग की प्रभावशीलता को भी प्रदर्शित किया, जिससे अन्य एंटीहाइड्रोजेन प्रयोगों के लाभ होंगे।
स्वाभाविक रूप से, सर्न के शोधकर्ता इस खोज से बहुत उत्साहित थे, और इसके व्यापक प्रभाव होने की उम्मीद है। स्टैंडर्ड मॉडल के परीक्षण के एक नए माध्यम की पेशकश करने के अलावा, यह भी वैज्ञानिकों को समझने में मदद करने की दिशा में एक लंबा रास्ता तय करने की उम्मीद है कि ब्रह्मांड में एक पदार्थ-प्रतिकारक असंतुलन क्यों है। फिर भी ब्रह्मांड की खोज में एक और महत्वपूर्ण कदम, जैसा कि हम जानते हैं कि यह आया था।
