Kita hidup di alam semesta yang terbuat dari jirim. Ahli fizik ingin mengetahui mengapa jirim menggantikan kembar antimateri, dan minggu ini kerjasama ALPHA di CERN semakin dekat untuk membongkar misteri itu.
ALPHA, eksperimen kolaboratif antarabangsa yang ditubuhkan pada tahun 2005, dirancang untuk memerangkap dan mengukur zarah antihidrogen dengan eksperimen yang direka khas. Ia bermula di mana pendahulunya yang mencari antimateri, ATHENA, berhenti. Fokusnya adalah pada antihidrogen kerana hidrogen adalah unsur yang paling banyak berlaku di alam semesta dan strukturnya sangat terkenal oleh para saintis.
Setiap atom hidrogen mempunyai satu elektron yang mengorbit nukleusnya. Memancarkan cahaya pada atom mengujakan elektron, menyebabkannya melompat ke orbit yang lebih jauh dari nukleus sebelum ia berehat dan kembali ke orbit rehatnya yang memancarkan cahaya dalam proses tersebut. Taburan frekuensi cahaya yang dipancarkan ini diketahui; ia telah diukur dengan tepat dan, di alam semesta kita yang terbuat dari bahan, unik untuk hidrogen.
Fizik asas menetapkan bahawa kembar antimateri hidrogen, antihidrogen, harus sama dikenali dengan mempunyai spektrum yang sama. Maksudnya, jika semua yang kita tahu mengenai fizik zarah betul. Menangkap dan mengukur spektrum antihidrogen adalah matlamat utama kumpulan ALPHA.
ALPHA telah melakukan pengukuran antihidrogen sederhana pertama. Dalam alat ALPHA, antihidrogen terperangkap oleh susunan magnet yang mempengaruhi medan magnet atom. Gelombang mikro disesuaikan dengan frekuensi tertentu yang ditujukan pada atom antihidrogen ini membalikkan arah magnetik mereka, membebaskannya. Antihidrogen yang dibebaskan bertemu dengan hidrogen ketika melarikan diri dan keduanya saling memusnahkan satu sama lain, meninggalkan corak terkenal dalam pengesan zarah di sekitar alat.
Alat ini menangkap bukti orbit lompat elektron dalam atom antihidrogen setelah radiasi gelombang mikro mengubah keadaan dalamannya. Hasilnya membuktikan kesahihan pendekatan ALPHA, menunjukkan bahawa alat ini mempunyai kawalan dan kepekaan yang cukup untuk berjaya menjalankan eksperimen yang dirancangnya. Pada masa akan datang, ALPHA akan memberi tumpuan untuk meningkatkan ketepatan pengukuran gelombang mikro untuk mengetahui spektrum antihidrogen menggunakan laser.
Hasil yang menarik sukar didapatkan kerana antihidrogen tidak ada di alam semula jadi. Ia dibuat dalam alat ALPHA dari antiproton yang dibuat sendiri di Antiproton Decelerator dan positron dari sumber radioaktif. Dan ia mesti mempunyai tahap tenaga yang cukup rendah untuk terus terperangkap untuk pengukuran. Tetapi ia berfungsi, dan mungkin memberi ahli fizik kunci yang mereka perlukan untuk memahami misteri alam semesta awal.
Sumber: CERN
