Японски учени са документирали как светлинна светкавица променя вътрешните свойства на материята само за няколко фемтосекунди. Те са наблюдавали този процес и за първи път са разпознали неговата скрита междинна фаза. Това се посочва в проучване на екип от Токийския научен институт, Университета Тохоку и Технологичния институт Нагоя, публикувано в списание Physical Review Letters.
Откритието на японски учени
Какво е предизвикателството на експеримента? Светлината може за кратко да промени физическите свойства на материята – без да я нагрява или охлажда. Основната пречка за учените е скоростта. Първоначалните промени настъпват за фемтосекунди (това са милионни от милиардни части от секундата), така че директното наблюдение на този процес дълго време се е смятало за практически невъзможно.
Прочетете също: Учени откриха къде се крие "липсващата половина" от материята на Вселената
За да заснемат този „микрофилм“, физиците са използвали ултракъси лазерни импулси с продължителност само шест фемтосекунди. Те са облъчили сложната метало-органична рамка и са използвали отразената светлина, за да проследят структурните пренастройки в почти реално време.
Оказва се, че новото състояние на материята се формира само за 30 фемтосекунди. Преходът обаче не се случва мигновено, а на два етапа: Първо, светлинният импулс променя силата на връзките между електроните. Едва след този „електронен шок“ самите атоми започват да се изместват.
„Открихме, че латентното състояние се формира чрез неизвестна досега междинна фаза“, обяснява ръководителят на изследването Тадахико Ишикава.
Друго интересно откритие направиха физици от ЦЕРН. Те откриха, че антиматерията наистина "пада надолу". Въпреко че това звучи напълно логично, до момента на откритието им учените не разполагаха с доказателства дали гравитацията действа еднакво върху материята и антиматерията.
Прочетете също: Астрономи претеглиха Млечния път и откриха, че липсват огромни количества материя
Антиматерията е подобна на материята, но частиците на антиматерията имат противоположен електрически заряд. Всеки път, когато частица и античастица се срещнат, те се унищожават взаимно (анихилират).
Антиматерията се изключително рядко във Вселената, но никой не знае защо има толкова малко от нея. Големият взрив трябва да е породил равни количества материя и антиматерия, което би довело до анихилация на цялото съдържание на Вселената преди милиарди години.
Фактът, че сега сме живи, подсказва, че някакъв неизвестен фактор е създал дисбаланс, според учените.
Именно затова физиците внимателно изучават антиматерията и се опитват да разберат дали има някакви други разлики между нея и обикновената материя, различни от заряда, които биха могли да обяснят дисбаланса. Стандартният модел казва, че не трябва да има други разлики, така че ако учените намерят нещо, това може да открие изцяло нова физика.
За изучаване на антиматерията е необходимо връщането към основите. Учените започват да си задават „прости“ въпроси – отличават ли се най-основните характеристики на материята и антиматерията?
Например, всеки елемент поглъща и излъчва различни дължини на вълната на светлината, което означава, че има спектър на излъчване. Антиматерията трябва да има същия спектър като материята. Едва през 2016 г. учени от ЦЕРН установиха, че антиводородът има същия спектър като водорода.
Предполага се, че антиматерията реагира на гравитацията по същия начин като обичайната материя, но има малък шанс това да не е така. В такъв случай антиматерията би трябвало да "пада нагоре".
Прочетете също: Физици: Материята може да бъде на две места едновременно
