Antimaterija prvi put u zatočeništvu

Magnetski kavez sprečava trenutno uklanjanje umjetno generiranih atoma vodika

Pojednostavljena shema osmopolnog rasporeda magneta zamke antimaterije © Katie Bertsche
čitati naglas

Fizičari su prvi put uspjeli uhvatiti umjetno stvorenu antimateriju i spriječiti njihovo trenutno izumiranje reakcijom s materijom. Napokon, poseban magnetski kavez pohranio je atome vodika gotovo desetinu sekunde-gotovo čitavu vječnost, prema fizikama čestica. Ovo otkriće, prvi put, objavljeno u „Prirodi“, otvara mogućnost istraživanja svojstava antimaterije u eksperimentima i time razjašnjava temeljna pitanja fizike.

Vjerojatno dugujemo svoje postojanje asimetrijom između materije i antimaterije. Budući da se oba oblika materije međusobno otkazuju, ona mora, prema uobičajenoj doktrini u Velikom prasku, prevladati nad materijom. Antimaterije se danas više ne mogu pronaći i mogu se umjetno proizvesti samo složeni eksperimenti u akceleratoru čestica. 2002. godine proizvodnja anti-vodikovog atoma koji se sastoji od antiprotona i pozitrona u pokusu ALPHA (Aparat za lasersku fiziku antihi vodika) Centra za nuklearna istraživanja CERN u blizini Ženeve uspjela je prvi put djelić sekunde.

Teško uhvatiti

Ali nije bilo načina da se ta neisprana čestica uhvati ili čak sačuva za daljnje istraživanje. Čim se svježe stvorena čestica antihidrogena previše približi materiji koja ga okružuje, ugasi se i rastopi u energiju u svojevrsnoj eksploziji. Prvi preduvjet za "zamku antimaterije" je stoga izuzetno snažno hlađenje čestica antihidrogena i positrona i antiprotona koji ih proizvode. Na samo 0, 5 Kelvina, temperatura bliska apsolutnoj nuli, njihovo samo kretanje postaje tako sporo i sporo da hvatanje magnetskim "kavezima" postaje moguće.

Osampolovni raspored magneta kao kavez

Istraživači na međunarodnoj suradnji u CERN-u sada su razvili i uspješno testirali takav kavez: "Uspjeli smo uhvatiti 38 atoma, što je nevjerojatno mala količina, daleko od onoga što bi nam trebalo da napajamo svemirski brod Enterprise", objašnjava fizički fizičar Rob Thompson sa Sveučilišta u Calgaryju i jedan od istraživača ALPHA suradnje.

Znanstvenici su uspjeli u tome koristeći osmopolni magnet koji je praktički zadržao pregrijane čestice u suspenziji, sprečavajući ih da upadaju u zidove uređaja. prikaz

Vanjski pogled zamka antimaterije ALPHA Chukman So / ALPHA

Sačuvano gotovo desetinu sekunde

Zašto još nitko nije razumio, priroda je izlučivala antimateriju. Stoga je vrlo zadovoljavajuće i pomalo neodoljivo pogledati ALPHA instrument i znati da on sadrži stabilne, neutralne atome antimaterije ", objašnjava Jeffrey Hangst, fizičar Sveučilište Aarhus i glasnogovornik suradnje ALPHA. Uz pomoć troslojne ljuske detektora koja okružuje reakcijski prostor, istraživači su uspjeli uhvatiti tipični energetski obrazac izumiranja antimaterije i tako odrediti točno trajanje "hvatanja" atoma antihidrogena. Napokon su uspjeli zadržati antimateriju u magnetskom kavezu oko desetine sekunde prije nego što se ugasila.

Sada su mogući osnovni eksperimenti na asimetriji

Ovo je sjajan nalaz. To bi moglo omogućiti eksperimente koji ili zahtijevaju dramatične promjene u zajedničkom pogledu na fiziku ili potvrditi ono što već znamo rt Thompson. Za fizičare ovo kratko vrijeme već znači odlučujući korak naprijed i sjajnu priliku da konačno izvedu daljnje eksperimente i ispitivanja na antimateriji.

"U početku će ovo biti prilično grubi eksperimenti za ispitivanje simetrije CPT-a, ali budući da ovakva mjerenja atoma antimaterije nisu bila uopće moguća, ovo je dobar početak", kaže Joel Fajans, fizičar sa Kalifornijskog sveučilišta u Berkeleyu, a također je sudjelovao u eksperimentima ALPHA.

(Kalifornijsko sveučilište Berkeley, CERN, University of Calgary, 18.11.2010. - NPO)