Świat nauki każe nam czekać na pewne odpowiedzi bardzo długo. Inne przychodzą niemal z nienacka. Nie spodziewałem się, że tak szybko dowiem się czy antymateria ma “antymasę”. A było to szalenie ciekawe pytanie, którego konsekwencje mogły być ogromne...
Bo widzicie, gdyby antymateria miała ujemną masę, to nie oznaczałoby jedynie potencjalnej rewolucji technologicznej, platform antygrawitacyjnych czy innych pierdół prosto z SF. To również otwarłoby furtkę do takich rzeczy jak napęd Alcubierre’a, który mógłby przekraczać prędkość światła, a to praktycznie oznacza łamanie przyczynowości, podróżowanie w czasie i całą masę bezsensownego szajsu. Napęd warp jest możliwy na papierze…
Pisałem o tym w 2014 roku w tekście “Napęd warp i smocza krew”. Równania się zgadzają, wszystko działa, tyle że potrzebna jest egzotyczna materia - coś o ujemnej masie lub energii. Według pierwszych szacunków, dla przykładowego statku potrzeba byłoby dwóch kwadryliardów kilogramów (masa Jowisza) egzotycznej materii, żeby hasać sobie po kosmosie w stabilnym bąblu zakrzywionej przestrzeni. W 2013 dr Harold White triumfalnie ogłosił, że dokonał optymalizacji w projekcie silnika i wystarczyłoby siedemset kilogramów.
Jak pewnie rozumiecie, dopóki do przekraczania prędkości światła potrzeba ujemnej energii, smoczej krwi albo rozumnego wyborcy Konfederacji, mogę spać spokojnie. Jeśli jednak okazałoby się, że antymateria ma ujemną masę, zrobiłoby się nerwowo. Biorąc pod uwagę jak trudno produkować znaczne ilości antymaterii, jak trudno badać wpływ grawitacji na tak lekkie (czy potencjalnie anty-lekkie) obiekty, nie sądziłem, że tak szybko uda się przygotować eksperyment, który to zbada. Na szczęście nie doceniłem CERNu.
CERN to obecnie jedyne miejsce, gdzie produkuje się antywodór - pierwiastek składający się z pozytonu (antyelektronu) i antyprotonu. Czasem nawet około tysiąca takich antyatomów na potrzeby jednego eksperymentu. Naukowcy przygotowali specjalny kontener na antywodór. Tubę o długości 3 metrów, gdzie silne pole magnetyczne więzi antyatomy w cylindrze o długości 25 centymetrów i średnicy 4 centymetrów (ściany nie wchodzą w grę, bo antymateria w kontakcie z materią anihiluje).
Magnetyczne “wieczka” na górze i dole tego cylindra można osłabiać tak, by stały się przepuszczalne dla antyatomów. Detektory po obu stronach mogą obserwować jak często dochodzi do ucieczki górną i dolną stroną. W zwykłych warunkach wodór (tudzież antywodór) poruszałby się tak szybko, że siła grawitacji nie miałaby znaczenia - w temperaturze pokojowej cząstki wodoru gnają z prędkością 2400 metrów na sekundę, więc odbijając się od pól magnetycznych wypadałyby z takim samym prawdopodobieństwem górą i dołem. Naukowcy CERNu jednakże schłodzili anty-gaz do około pół stopnia Celsjusza ponad absolutne zero. W takich warunkach antywodór poruszał się na tyle wolno, że wpływ grawitacji mógł być obserwowalny. I był.
Antywodór częściej opuszczał zbiornik dolnym otworem. Pomiary obarczone są sporymi niepewnościami. Na tyle dużymi, że na pewno warto prowadzić kolejne eksperymenty, bo wygląda jakby antywodór był lżejszy lub słabiej oddziaływał grawitacyjnie. Wyniki są jednak na tyle spójne, że raczej można odrzucić ideę, by antymateria miała ujemną masę. Być może przy okazji udało odkryć kolejny czynnik różniący materię i antymaterię. Pewne już zaobserwowano, ale wciąż nie dość, żeby wyjaśnić tak przytłaczającą dominację materii nad antymaterią w naszym wszechświecie.