CERN буюу Европын цөмийн судалгааны байгууллага (ЕЦСБ)-ын эрдэмтэд антиматерийн судалгааныхаа явцад шинэ нээлт хийжээ. Тодруулбал, бодис болон антиматерийг шингэн гелид дүрэх үед аль алинаас нь бүрдэх эрлийз атомын ер бусын хариу үйлдлийг харуулжээ. Өөрөөр хэлбэл, үнэмлэхүй тэгтэй ойролцоо температурт болсон эл үйл явцын үр дүнд эсрэг бөөмс болон материйн шинж чанар, массыг өмнө нь огт байгаагүй нарийвчлалтайгаар хэмжих шинэ аргыг нээсэн байна. Макс Планкийн нэрэмжит квант оптикийн хүрээлэнгийн физикч Масаки Хоригоор удирдуулсан багийнхан хэмжилтийн нарийвчлалыг сайжруулахын тулд нэг гелийн атом дахь бодис болон антиматерийг нэгтгэж чадсан нь ийм боломжийг бий болгосон аж. Мөн эл туршилтын үр дүнд антиматерүүд төдийгүй антиатомуудын хэмжилт, ажиглалтыг хийх боломж бүрдэж байгаа юм. Хэт шингэн гели дэх илүү тогтвортой антипротон эрлийз атомуудыг бий болгох нь ЕЦСБ-ынхны эл туршилтын гол цөм нь гэдгийг тайлбарлажээ. Квант физикийн нарийн мэдлэггүй энгийн бид ойлгоход төвөгтэй энэ сэдвийн хүрээнд сүүлийн жилүүдэд олон улсын эрдэмтэд ухаан “үл хүрэм” нээлтүүд хийсээр буй. Тэдгээрийн нэг нь энэ бөгөөд үүнийг ойлгоход дөхөм болох үүднээс бөөмс, антиматери болон биетүүд гэж юу вэ гэдэг талаар товчхон “махчлан” тайлбарлая. Нэг зүйлийг онцлоход, эдгээрийн талаар өнөөгийн түвшинд ярих нь үнэндээ бол уран зөгнөл мэт хязгаараас хэт давсан “бүдэг бадаг” зүйл ч гэсэн ойрын 100 жилд ид шидээ бодитоор үзүүлэх ойлголт гэдгийг эрдэмтэд тэмдэглэжээ. Антиматери бол одон орон, сансар судлаач, бөөмийн физикчдийн хувьд маргаантай сэдэв бөгөөд одоогоор нууцыг нь бүрэн тайлж чадаагүй байна. Антиматерийн бөөмсийн гарал үүсэл, шинж чанарыг тайлбарлах, сансар огторгуйн механикт гүйцэтгэх үүргийн талаарх олон онол бий аж. Эрдэмтдийн нийлэгжүүлсэн буюу гарган авсан антиматерийн цөм нь антипротон, антинейтроноос бүрдэнэ. Түүний бүрхүүлийг позитрон бүрдүүлдэг аж. Антипротон нь сөрөг цэнэгтэй. Позитрон нь электронтой ижил масстай ч зөвхөн эерэг цэнэгтэй. Матери ба антиматери харилцан үйлчлэх үед эдгээр нь устаж, өндөр энергитэй фотонууд, эсвэл бөөмс ба эсрэг бөөмсийн хослолыг үүсгэдэг байна. Антипротон ба антинейтроныг эсрэг цөмийг угсрахад ашиглах боломжтой. Позитроныг нэмж антиатом үүсгэн хуримтлуулснаар антиматерийг гарган авдаг.
Антиматери хаана байдаг вэ. Эсрэг бөөмс өөрийн бөөмтэй уулзах үедээ устдаг. Эдгээр нь фотон, эсвэл илүү хөнгөн тоосонцор болж хувирдаг. Энэ үйл явц нь бичил дэлбэрэлт юм. Цөмийн дэлбэрэлтээс хэдэн зуу дахин хүчтэй эл үйл явц хүн, амьтанд огт ажиглагдахгүй. Тодруулбал, байгальд мэдэгдэхүйц хэмжээний эсрэг бодис байдаггүй. Үүнийг онцгой нөхцөлд туршилтаар гарган авна. Тэгвэл антиматери сансарт байдаг юм уу. 1933 онд Нобелийн шагнал хүртсэн, Английн онолын физикч, квант механикийг үндэслэгчдийн нэг Пол Дирак онолоороо позитронууд байдгийг батлахыг оролдож, дэлхийгээс өөр ертөнцүүд огторгуйн хаа нэгтээ оршин байхыг үгүйсгээгүй юм. Тэгвэл өндөр энергитэй сансрын туяанд антиматерүүд яаж үүсэж болох талаарх гурван хувилбар бий аж. Эхнийх нь, сансрын хурдасгуурт, дараагийнх нь сансрын эрхэс, од хоорондын атомуудтай сансрын туяа мөргөлдөхөд үүснэ. Өөр нэг хувилбараар бол хар нүхний хүнд хэсгүүдийг задлах явцад үүсэх магадлалтай. Хиймэл дагуулын сансрын туяаны ажиглалтын төхөөрөмж болох PAMELA 2008 онд таамаглаж байснаас хамаагүй өндөр энергитэй позитрон илрүүлжээ. Үүнийг нь Олон улсын сансрын станц руу хөөргөсөн, том тоосонцор илрүүлэгч AMS-02 аппаратаар баталгаажуулсан байдаг. Өдгөө олон орны физикчид энэ үзэгдлийг маш анхааралтай ажиглан, судалж байна. Тэгвэл антиматерийг амьдралд хэрхэн ашигладаг юм бэ. Хамгийн том жишээ нь анагаах ухаанд ашиглаж буй РЕТ томограф юм.
Антиматерийг онцгой нөхцөлд, онц их хэмжээний төсвөөр бий болгодог аж. Үүний тулд 25 тэрбум ам.долларын үнэтэй ганц миллиграмм позитрон, 62.5 их наяд “ногоон”-оор үнэлэгдэх мөн хэмжээний антигидроген хэрэгтэй. Өнөөдөр дэлхийн хамгийн үнэтэй бодисоор калифорни, реголит, графен, алтыг биш, эсрэг бодисыг нэрлэж болно гэж НАСА-гийн мэргэжилтнүүд тодорхойлжээ. Ийм бодисыг судлах нь хүн төрөлхтний хувьд асар их боломж бий болгох учиртай гэж эрдэмтэд үздэг юм. Гэсэн хэдий ч антиматери нь шинжлэх ухааны зарим нээлтийн адил хүн төрөлхтөнд аюул учруулж болзошгүй. Ганцхан тохиолдолтой зүйрлэн хэлэхэд, Японы Хирошима, Нагасаки хотод дэлбэлсэн атомын бөмбөгийн жин 8.6 тонн, хүч нь 35 килотонн байсан. Тэгвэл нэг кг бодис мөн хэмжээний антиматеритэй мөргөлдөхөд 42 960 килотонтой тэнцэх энерги ялгарна. Өөрөөр хэлбэл, хүн төрөлхтний бүтээсэн агуу зүйлс буюу антиматерид суурилсан технологи, шинэ бүтээлүүд нь урьд өмнө нь байгаагүй өндөр амжилтад хүргэж, бас өөрийгөө бүрэн устгаж ч чадна гэдгийг санах хэрэгтэй. Тэгэхээр ийм айхавтар зүйлийг нээсэн Пол Диракийн тэгшитгэл нь товчхондоо Эйнштейний харьцангуйн онолын асар том өргөтгөл бөгөөд квант механиктай хослуулан урьд өмнө математик аргачлалаар хийгдэж байгаагүй зүйл юм. “New scientist” сэтгүүлд “П.Дирак бол А.Эйнштейний харьцангуйн тусгай тэгшитгэл (гэрэл бол орчлон ертөнцийн хамгийн хурдан хөдөлдөг зүйл) ба квант механик (атомд юу болж байгааг дүрсэлдэг)-ийг нэгтгэсэн. Тэр тэгшитгэл нь сөрөг, эсвэл эерэг цэнэгтэй электронуудад үйлчилдэг болохыг олж мэдсэн. Тэр бол Исаак Ньютон шиг Английн бас нэгэн том онолч. Түүний антиматерийн тоосонцор нь бодисын хэсгүүдтэй харилцан үйлчлэхэд бие биенээ устгаж, энерги үүсгэдэг. Энэ нь сансрын хөлгийн антиматерийн хөдөлгүүр нь орчлон ертөнцийг судлах үр дүнтэй арга байж магадгүй гэж таамаглахад хүргэсэн юм” хэмээн бичжээ.
Түүх сөхвөл, П.Дирак урвуу цэнэгтэй, гэхдээ мэдэгдэж буй материтэй ижил масс, шинж чанартай атомын доорх бөөмсүүд байх боломжтой гэж үзэж байв. Тэдгээр нь материйнхтэй ижил төстэй шинж чанартай боловч урвуу цахилгаан соронзон цэнэгтэй нийлмэл атомуудыг үүсгэх чадвартай. П.Диракийн тэгшитгэл хэмээх онолоос дөрвөн жилийн дараа Америкийн физикч Карл Андерсон урвуу цэнэгтэй анхны электроныг нээж, позитрон гэж нэрлэжээ. Үүнээс 20 жилийн дараа буюу 1959 онд Америкийн эрдэмтэн Оуэн Чемберлен антипротон ба антинейтроныг нээж, Нобелийн шагнал хүртсэн юм. Түүнээс хойш үндсэн элемент болох устөрөгчийн эсрэг бодисоос эхлээд антиматерийн бөөмсийг илрүүлэх, тусгаарлах, цаашлаад эдгээрийг бий болгох туршилтуудыг дэлхийн эрдэмтэд хийсээр иржээ. Ингэж явсаар 1995 онд ЕЦСБ-ынхан лабораторид анхны нийлэгжилтийг хийж чадсан ч атомууд секунд ч хүрэхгүй, тодруулбал, хэдхэн долийн хугацаанд л “амьд” байжээ. Өнөөгийн байдлаар Швейцарын Женев хот дахь LHC хурдасгуурт антиматерийн атомын хадгалалтыг тогтворжуулах туршилтыг үргэлжлүүлж байгаа аж. Уг хурдасгуур нь Швейцар, Францын хил дээрх ЕЦСБ-ын байгууламжид байрладаг. Тус байгууллагын судалгааны ажилд 100 гаруй орны 10 000 орчим эрдэмтэн, судлаач оролцдог аж. Одоогоор дэлхийн хамгийн том хурдасгуур болох LHC-д цахилгаан соронзон тусгаарлах талбаруудыг ашиглан устөрөгчийн эсрэг атомын үйлчлэлийн “амьдрах” хугацааг 16 минут хүртэл уртасгаж чадсан байна.
Бэлтгэсэн Э.Хана
