Оптический спектр антиводорода впервые удалось наблюдать ученым международной коллаборации ALPHA в Европейском центре ядерных исследований, CERN. Об этом сообщает портал CERN News.
В статье, которая опубликована журналом Nature, представлено технологическое достижение, которое открывает совершенно новую страницу в высокоточных исследованиях антиматерии. Первое в истории науки измерение оптического спектра атома антиматерии — результат более 20 лет работы подразделения CERN, которое занимается изучением свойств антиматерии. “Наблюдение энергетического перехода в антиводороде и сравнение его с таковым в водороде для того, чтобы выяснить, подчиняются ли эти два атома одним и тем же законам физики, всегда было главной целью наших исследований, и это предполагало использование лазера”, — цитирует представителя коллаборации ALPHA Джеффри Хэнгста (Jeffrey Hangst) пресс-релиз CERN. Атомы состоят из электронов, вращающихся вокруг ядра. Когда электрон переходит с одной орбиты на другую, он поглощает либо излучает свет c определенными длинами волн, и так получается атомный спектр, уникальный для каждого элемента. Водород, атом которого состоит из одного протона и одного электрона, — самый распространенный, самый простой и самый изученный атом во Вселенной. Его спектр определен очень точно. Атом антиводорода, напротив, самый малоизученный, для того чтобы определить его спектр, нужно прежде получить и собрать в атом составляющие его элементы антиматерии, антипротон и позитрон, что непросто — Вселенная состоит полностью из материи. Но если между спектрами водорода и антиводорода выявилось бы какое-нибудь различие, оно нарушило бы фундаментальные положения физики и, возможно, помогло бы понять происхождение дисбаланса материи-антиматерии во Вселенной.
Эксперименты ALPHA, в которых наблюдались спектральные линии атома антиводорода, впервые позволили сравнить оптические линии атома материи и антиматерии. В пределах возможностей эксперимента различий с эквивалентными спектральными линиями водорода у антиводорода не выявлено, что согласуется со Стандартной моделью физики элементарных частиц, предсказывающей идентичные спектроскопические характеристики для водорода и его аналога из мира антиматерии. Коллаборация ALPHA проводит уникальный эксперимент на синхротроне под названием “Замедлитель антипротонов” (Antiproton Decelerator), эта установка производит атомы антиводорода и удерживает их в магнитной ловушке. Удержание атомов антиводорода позволяет исследовать их с использованием лазера или другого источника излучения. Антиводород получают, смешивая плазму из 90 000 антипротонов с позитронами, в результате чего за один раз получается 25 000 атомов антиводорода. Захватить их в ловушку можно, только если замедлить в момент возникновения.
Нет комментариев