в церн успяха да синтезират и съхранят антиводород физиците от церн в жене

---

В ЦЕРН успяха да синтезират и съхранят антиводород.

Физиците от ЦЕРН в Женева за първи път са уловили и съхранили атоми антиматерия за достатъчно дълго време, което да позволи да се изследват свойствата и в детайли. Екита на лабораторията ALPHA, успя да хване 38 броя антиводородни атоми за около 170 милисекунди. Следващата стъпка на изследователите е да се измери енергийния спектър на тези атомите, които могат да предоставят важния отговор на въпроса : защо има много повече материя от антиматерията във Вселената?

Антиниводорода е противоположен на водорода. Атома на антиводорода се състои от позитрон или антиелектрон и антипротон. Според стандартния модел на физиката на елементарните частици, енергийните нива на антиводорода следва да бъдат идентични с тези на водорода. Всяко отклонение от това може да помогне на физиците да съставят нова физика и да обяснят защо има много повече материя от антиматерия във Вселената.
Златните електроди на капана ALPHA, които ще бъдат добавени във вакуумна камера и силно охладени. Този капан предизвиква комбинирана смес от позитрони и антипротони да формират антиводород. Credit: Niels Madsen ALPHA/Swansea

Въпреки че създаването на позитрони и антипротони е сравнително лесно, синтеза на антиводород е много по-трудно. Тази форма на антиматерията не е била изолирана до 1995 г., когато се синтезира отново в експериментите в ЦЕРН. Овен това антиводорода след като се синтезира е изключително трудно да се съхрани достатъчно дълго, за да се изследва в детайли. Но атомите антиводород са останали в капана на на ALPHA цели 170 милисекунди и вече можем да очакваме с нетърпение резултатите за атомните енергийни нива.

Експериментът започва от облак от позитрони и облак от антипротони. Антипротоните се създават в ускорител където се сблъскват високо енергийни протони в неподвижна мишена. Антипротоните след това се забавят и успокояват в пръстен на електромагнитен капан. Позитроните са произведени от радиоактивен източник и след това са натрупани и също съхранени в специален капан.

Облаците от частици се инжектират в свръхпроводящи магнитни капани, където те се разбъркват в продължение на около 1 секунда, за да се създаде антиводород. Позитроните и антипротоните след това се изхвърлят от капана, оставяйки след себе си само неутралния антиводород. Повечето от този антиводород се движи твърде бързо, за да бъдат уловен, но има и атоми с много малко кинетична енергия, които се повлияват от градиента на магнитното поле.

ALPHA изследователите откриват атомите, след като изключат капана и определят колко броя антиводородни унищожения следват с околната среда. Това създава няколко заредени частици, включително пиони, които са открити от детекторите около капана. Като цяло екипът е успял да види 38 унищожения, които са съвместими с освобождаването на антиводород престоял в капана цели 170 милисекунди.

Следващата стъпка на учените е да се използва антиводорода, за да се изследва една фундаментална трансформация в квантовата физика известна като charge-parity-time (CPT). Когато трансформацията CPT се прилага за дадена физична система, три неща се случват: всяка частица се превръща в своята античастица, всяка координата се обръща огледално, така че лявото става дясно, нагоре става надолу и напред става назад, а времето се обръща с обратен знак.

В момента няма експериментални доказателства, че е нарушена симетрията CPT, но това може да се появи като една малка разлика в честотата на превръщането на атомите водород в антиводород. Откриването на такова нарушение може също да помогне на физици да разберат защо има много повече материя от антиматерия във Вселената.

"По причини, които все още никой не разбира, природа изключва антиматерията. Затова, когато вече знаем, че устройството ALPHA може да съхрани стабилни атоми антиматерия, това ни вдъхновява за трудната работа да определим дали антиматерията притежава накакви тайни", казва говорителят на ALPHA Джефри Hangst от Университета в Аархус - Дания.

Автор на статията е Хамиш Джонстън, който е и главен редактор на physicsworld.com

Източник: physicsworld

---

• 2484
• 0
• Mar 23, 2012

---

Коментар