Наука

Ученые CERN впервые измерили проявления определенных квантовых эффектов в антиматерии

Ученые CERN впервые измерили проявления определенных квантовых эффектов в антиматерии

Ученые эксперимента ALPHA Европейской организации ядерных исследований CERN сообщили о первых успешных измерениях проявления некоторых квантовых эффектов в энергетической структуре антиводорода, «зеркальной» копии обычного водорода. Точно такие же квантовые эффекты, как известно, существуют в обычной материи, и их подробное изучение могло указать ученым на различия между свойствами обычной материи и антиматерии. Однако, полученные учеными экспериментальные значения хорошо согласовываются с теоретическими предсказаниями проявления этих эффектов в нормальном водороде, что прокладывает путь к более точным подобным измерениям и измерениям значений других фундаментальных величин.

«Обнаружение различий между материей и антиматерией потрясло бы основы Стандартной Модели физики элементарных частиц» — рассказывает Джеффри Хэнгст (Jeffrey Hangst), ученый из эксперимента ALPHA, — «Мы очень рады, что проведенные нами измерения, в частности, измерения Лэмбовского сдвига (Lamb shift), полностью вписались в существующую теорию и не привели к очередной революции в области фундаментальной физики».

Ученые эксперимента ALPHA буквально создают атомы антиводорода, объединяя антипротоны с позитронами (антиэлектронами). Антипротоны вырабатываются установкой под названием Антипротонный Замедлитель (Antiproton Decelerator), а позитроны вырабатываются на другом ускорителе CERN. «Смешивая» около 90 тысяч антипротонов и 3 миллионов позитронов при температуре в половину градуса выше абсолютного нуля, ученые получают всего 30 атомов антиводорода, которые захватываются и удерживаются в магнитной ловушке в условиях сверхглубокого вакуума. Собирая антиводород на протяжении двух часов, ученым удается накопить в ловушке около 500 атомов антиматерии.

После этого облако атомов антиводорода освещается светом лазера, и производятся спектральные измерения света, переизлучаемого антиматерией. Это позволяет определить и измерить проявления известных квантовых эффектов, таких как микроструктура и Лэмбовский сдвиг, которые соответствуют различиям между энергетическими уровнями атома. Отметим, что данные измерения в отношении атомов антиматерии были произведены впервые в истории науки в рамках данного эксперимента. Более того, точно такой же способ был использован учеными немного ранее для измерения других квантовых эффектов в антиводороде, таких, как альфа-линии Лаймана.

В дальнейших экспериментах ученые CERN планируют получить еще большее количество атомов антиводорода и охладить его до еще более низкой температуры при помощи новых методов лазерного охлаждения. Это, в свою очередь, позволит исследовать антивещество и измерить его свойства с беспрецедентно высокой точностью, которая даст возможности обнаружить даже самые малые различия между материей и антиматерией, в которых может содержаться информация и подсказки относительно некоторых фундаментальных вопросов, стоящих перед современной физикой.

По материалам

www.dailytechinfo.org

Смотреть полностью

Похожее

Back to top button
Close
Close

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker