vääntymisen aika-avaruus, Yleisen Relativistinen kuva, painovoiman massat on mitä… aiheuttaa painovoiman. Oletetaan, mutta ei ole kokeellisesti todennettu, että antimateria massat käyttäytyvät samalla niin väliä massat painovoimakenttä.
LIGO/T. Pyle
Yksi hämmästyttävä faktoja tiede on, miten yleisesti sovellettavat lait ovat luonteeltaan., Jokainen hiukkanen tottelee samoja sääntöjä, kokee samat voimat ja näkee samat perusvakiot riippumatta siitä, missä tai milloin ne ovat olemassa. Painovoimaisesti, jokainen yksikkö Maailmankaikkeudessa kokemuksia, riippuen siitä, miten sinä katsot se, joko saman painovoiman kiihtyvyys tai sama kaarevuus aika-avaruuden, ei ole väliä, mitä ominaisuuksia sillä on.
ainakin teoriassa asiat ovat näin. Käytännössä joitakin asioita on tunnetusti vaikea mitata., Fotonit ja normaali, vakaa hiukkasia sekä syksyllä odotetusti painovoimakenttä, jossa Maan aiheuta massiivinen hiukkanen kiihdyttää kohti sen keskellä 9,8 m/s2. Parhaista yrityksistämme huolimatta emme ole koskaan mitanneet antimaterian gravitaatiokiihtyvyyttä. Sen pitäisi kiihdyttää samalla tavalla, mutta ennen kuin mittaamme sen, emme voi tietää. Yksi kokeilu yrittää ratkaista asian lopullisesti. Riippuen siitä, mitä se löytää, se voi olla avain tieteelliseen ja teknologiseen vallankumoukseen.,
Liikeradat antihydrogen atomeja ALFA kokeilla. Voimme pitää ne vakaina jopa 20… minuuttia kerrallaan, ja sen mittaaminen, miten ne käyttäytyvät painovoimakentässä, on seuraava looginen askel.
Chukman Niin/University of California, Berkeley
Olet ehkä ei ymmärtää se, mutta on olemassa kaksi täysin erilaista tapaa ajatella massa. Toisaalta, on se massa, joka kiihtyy kun sovelletaan voima sen: m Newtonin kuuluisa yhtälö F = ma., Tämä on sama kuin m Einsteinin E = mc2, joka kertoo, kuinka paljon energiaa sinun täytyy luoda hiukkanen (tai antiparticle) ja kuinka paljon energiaa saat, kun voit tuhota sen pois.
mutta ulkona on toinenkin massa: gravitaatiomassa. Tämä on massa m, joka näkyy yhtälö paino Maan pinnalla (W = mg), tai Newtonin painovoiman laki, F = GmM/r2., Normaali asia, me tiedämme, että nämä kaksi massat — inertiaalinen massa ja painovoiman massa — täytyy olla yhtä suuri kuin jotain 1 osaa 100 miljardia, kiitos kokeellinen rajoitteet setup suunniteltu yli 100 vuotta sitten Loránd Eötvös.
Newtonin lain universal gravitation (L) ja Coulombin laki sähköstatiikka (R) on lähes… identtiset muodot. Jos painovoiman ” m ” saa negatiivisen merkin antimateriasta, tulevien kokeiden pitäisi paljastaa se.
Dennis Nilsson / RJB1 / E., Siegel
antimaterian osalta emme ole kuitenkaan koskaan pystyneet mittaamaan tätä lainkaan. Olemme soveltaa ei-gravitaatio voimat antimateria ja nähnyt, että se nopeuttaa, ja olemme luoneet ja tuhonneet antimateriaa yhtä hyvin; olemme varmoja, miten sen inertiaalinen massa käyttäytyy, ja se on täsmälleen sama kuin normaali asia on inertiaalinen massa. Sekä F = ma että E = mc2 toimivat antimaterialle aivan samalla tavalla kuin normaalille aineelle.
Mutta jos haluamme tietää, miten antimateria käyttäytyy painovoimaisesti, emme voi vain mennä pois mitä voimme teoriassa olettaa; meidän täytyy mitata sitä., Onneksi käynnissä on nyt kokeilu, jonka tarkoituksena oli tehdä juuri se: ALPHA-koe CERNissä.
ALPHA yhteistyö on tullut lähinnä tahansa kokeilu mitata käyttäytymistä neutraali… antimateriaa painovoimakentässä. Tulevan alfa – g-ilmaisimen avulla saatamme vihdoin tietää vastauksen.
Maximilien Brice/CERN
Yksi suuria harppauksia on otettu viime aikoina on luoda ei vain hiukkasia antimateriaa, mutta neutraali, vakaa sidottu valtiot se., Anti-protonit ja positroneja (anti-elektronit) voidaan luoda, hidastui, ja pakko vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, jossa ne muodostavat neutraali anti-vety. Käyttämällä yhdistelmä sähkö-ja magneettikentät, voimme rajoittaa nämä anti-atomien ja pitää ne vakaina, pois asia, joka aiheuttaa niitä tuhota.
Olemme onnistuneesti järjestetään heille vakaa noin 20 minuuttia kerrallaan, pitkälle yli mikrosekunnin aikataulut, että epävakaa, perusoikeuksien hiukkasia hengissä. Olemme iskeneet fotoneilla ja huomanneet, että niillä on sama emissio-ja absorptiospektri kuin atomeilla., Olemme päättäneet, että antimaterian ominaisuudet-ovat juuri niin kuin standardifysiikka ennustaa niiden olevan.
ALPHA-g ilmaisin, rakennettu Kanadan hiukkaskiihdytin laitos, TRIUMF, on ensimmäinen sen… se on suunniteltu mittaamaan painovoiman vaikutusta antimateriaan. Kun se suuntautuu pystysuoraan, sen pitäisi pystyä mittaamaan, mihin suuntaan antimateriaa putoaa, ja millä suuruusluokalla.
Stu Paimen/TRIUMF
Paitsi tietenkin, painovoimaisesti., Uusi ALFA-g ilmaisin, rakennettu Kanadan TRIUMF laitoksessa ja lähetetty CERN aiemmin tänä vuonna, pitäisi parantaa rajoja painovoiman kiihtyvyys antimateriaa alas kriittisen kynnyksen. Ei antimateria nopeuttaa, läsnä painovoiman kentän pinnalla Maan, at +9,8 m/s2 (alas), klo -9.8 m/s2 (enintään), 0 m/s2 (n painovoiman kiihtyvyys ollenkaan), tai jokin muu arvo?
sekä teoreettinen ja sovellusten näkökulmasta, mitään tulosta muu kuin lämpötila +9,8 m/s2 olisi täysin vallankumouksellinen.,
Jos siellä oli jonkinlainen asia, joka oli negatiivinen gravitaatio maksu, se olisi vastenmielistä… asia ja energia, josta olemme tietoisia.,
Muu-karhu Wikimedia Commons
antimateria vastine jokaisen aineen hiukkasten pitäisi olla:
- sama massa,
- sama kiihtyvyys gravitaatio kentässä,
- vastakkainen sähkövaraus,
- vastakkainen spin,
- sama magneettiset ominaisuudet,
- pitäisi sitoa yhteen samalla tavalla osaksi atomien, molekyylien ja suurempia rakenteita,
- ja pitäisi olla sama kirjo positron siirtymiä niissä vaihtelevia kokoonpanoja.,
joitakin näistä on mitattu jo pitkään: antimaterian inertiamassa, sähkövaraus, spin ja magneettiset ominaisuudet ovat tunnettuja. Sen sitova ja siirtymäkauden ominaisuudet on mitattu, joita muut ilmaisimet ALPHA-kokeessa, ja riviin, mitä hiukkasfysiikan ennustaa.
Mutta jos painovoiman kiihtyvyys tulee takaisin negatiivinen eikä positiivinen, se kirjaimellisesti kääntää maailman ylösalaisin.
mahdollisuus ottaa keinotekoinen painovoima on ärsyttävä, mutta se perustuu olemassa…, negatiivisesta gravitaatiomassasta. Antimateria voi olla se massa, mutta emme tiedä vielä kokeellisesti.
Rolf Landua / CERN
tällä Hetkellä ei ole olemassa sellaista asiaa kuin painovoima kapellimestari. On sähköjohdinta, ilmainen maksuja elävät pinnalla ja voi liikkua, jakaa itseään vastauksena mitä muita maksuja ovat noin. Jos sähkövaraus on sähköjohtimen ulkopuolella, konduktöörin sisäpuoli on suojattu kyseiseltä sähkölähteeltä.
mutta painovoimalta ei voi suojautua., Ei ole tapa perustaa yhtenäinen painovoimakenttä alueella tilaa, joko, kuten voit välillä rinnakkain levyt sähköisen kondensaattorin. Miksi? Koska toisin kuin sähköinen voima, joka syntyy positiivisia ja negatiivisia varauksia, siellä on vain yksi tyyppi painovoiman ”maksu”, ja se on massa-ja-energia. Painovoima on aina houkutteleva, eikä sitä voi kiertää.
Kaaviokuva kondensaattori, jossa kaksi rinnakkaista suorittaa levyt ovat samanarvoisia ja päinvastoin…, Latauksia, luoda yhtenäinen sähkökenttä niiden väliin. Tämä konfiguraatio on mahdoton painovoimalle, ellei ole olemassa jonkinlaista negatiivista gravitaatiomassaa.
Wikimedia Commons-käyttäjä Papa marraskuu
Mutta jos sinulla on negatiivinen gravitaatio massa, kaikki muuttuu. Jos antimateria oikeastaan anti-hakeutuu, falling ylös eikä alas, sitten painovoima näkee sen ikään kuin se olisi tehty anti-massa-tai anti-energiaa. Fysiikan lakien mukaan sellaisia määriä kuin anti-mass tai anti-energy ei ole olemassa., Voimme kuvitella heidät ja puhua siitä, miten he käyttäytyisivät, mutta odotamme antimaterialla olevan normaalia massaa ja normaalia energiaa painovoiman suhteen.
Jos anti-massa olemassa, vaikka sitten liuta suuri teknologinen kehitys, kuvitellut science-fiction kirjailijat sukupolvien ajan, olisi yhtäkkiä tullut fyysisesti mahdollista.
Virtual IronBird työkalu CAM (Centrifuge Majoitus Module) on yksi tapa luoda… keinotekoinen painovoima, mutta vaatii paljon energiaa ja sallii vain hyvin erityinen, keskus-etsien tyyppi voima., Todellinen keinotekoinen painovoima vaatisi jotain käyttäytymään negatiivisella massalla.
NASA Ames
Voimme rakentaa painovoiman kapellimestari ja kilpi itse alkaen vetovoima.
voimme perustaa avaruuteen gravitaatiokondensaattorin, joka luo yhtenäisen keinotekoisen painovoimakentän.
voisimme jopa luoda loimi-asema, koska haluamme saada kyky muuttaa muotoaan aika-avaruuden täsmälleen tavalla, että matemaattinen ratkaisu Yleisen Suhteellisuusteorian, löysi Miguel Alcubierre vuonna 1994, vaatii.,
Alcubierre ratkaisu Yleinen Suhteellisuusteoria, jonka avulla liike samanlainen loimi-asema. Tämä ratkaisu… se vaatii negatiivista gravitaatiomassaa, joka voi olla juuri sitä, mitä antimateria voi tarjota.
Wikimedia Commons-käyttäjä AllenMcC
– Se on uskomaton mahdollisuus, että hän pitää villisti todennäköisesti käytännöllisesti katsoen kaikki teoreettinen fyysikko., Mutta ei väliä kuinka villi tai kesy teidän teorioita, sinun täytyy ehdottomasti kohdata niitä kokeellista tietoa; vain mittaamalla Maailmankaikkeuden ja laittaa se testi voi koskaan tarkasti määritellä, miten luonnonlait toimivat.
Ennen kuin me mittaamme painovoiman kiihtyvyys antimateria tarkkuus tarpeen selvittää, onko se laskee ylös tai alas, meidän täytyy pitää itsemme avoin mahdollisuus, että luonto ei voi käyttäytyä niin kuin olemme odottaneet. Ekvivalenssiperiaate ei välttämättä pidä paikkaansa antimaterian kohdalla, vaan se voi itse asiassa olla 100-prosenttisesti Anti-true., Mutta jos näin on, aivan uusi mahdollisuuksien maailma avautuu. Voisimme muuttaa nykyisinkin tunnettuja rajoja siitä, mitä ihmiset voivat luoda maailmankaikkeudessa. Ja voimme oppia vastaus vain muutaman vuoden läpi yksinkertaisimpia kokeet: laskemisesta anti-atom painovoimakenttä, ja katsot mihin suuntaan se kaatuu.
