ALPHA eksperimentet på CERNPhoto: CERN
Antistof fortsætter med at opføre sig ligesom almindelige spørgsmål, uanset hvad tests forskere smide på det. Og i lyset af endnu en ny udfordring, antistof har igen afvist at knække.
I en ny undersøgelse, fysikere har forsøgt at finde forskelle mellem stof og antistof—forvirrende, også en slags stof, men med modsat ladning og andre forskelle. Det er ligesom en ond tvilling. Logisk, at universet er langt mere stof end antistof, uden nogen klar årsag. Fysikere har ikke fundet den specifikke forskelle, de var på udkig efter, når de studerer antistof version af brint, kaldet antihydrogen, men de har vist, at en måde at studere antistof bedre end nogensinde før.
Fysikere gruppe universet er stof på flere måder, men den ene, der har inspireret til måske mest interesse fra os ikke-fysikere er almindeligt stof versus antistof. Hver partikel har en antiparticle med samme masse, men modsat ladning (og andre ejendomme), som dens spejlbillede. Umiddelbart efter Big Bang, der skulle have været en lige så stor mængde af stof og antistof partikler. Når de to mødes, de tilintetgøre til energi, hvilket har fået folk til at sige ting som “universet ikke burde eksistere.” Men for nogle grund, at de partikler, der udgør dig, mig, Jorden, Solen, og stort set alt, hvad vi ser, er for det meste almindelige spørgsmål. Kun en ud af milliarder partikler i universet er antistof, ifølge CERN.
“Antistof fysik fællesskab forsøger at finde stof-antistof forskel på forskellige grænser,” Gunn Khatri, en fysiker ved CERN, som ikke var involveret i den nye undersøgelse, fortalte Gizmodo, “Hvert skridt er at få os tættere på at besvare et enkelt spørgsmål:” Hvorfor er antistof så meget mindre udbredt end almindelige noget?’”
Forskere håber på at forstå antistof er et værktøj til deres rådighed kaldet Antiproton Decelerator på CERN. Producerer denne maskine, og bremser, proton ‘ s antistof modpart. ALPHA (Antihydrogen Laser Fysik Apparater) kombinerer disse antiprotoner med kan deles i mindre bestanddele, antistof modpart i form af elektroner, for at danne en antihydrogen atom.
Når forskere fælde antihydrogen atomer, de sonde dem på samme måde, de kan studere en almindelig atom. For hver runde af eksperimentet, ALPHA forskere skudt 500 antihydrogen atomer med laser pulser, der forårsager atomer ” elektroner til at hoppe i en højere energitilstand. Elektronerne derefter falde ned igen, og antihydrogen atomer frigive fotoner med en karakteristisk bølgelængde. Dette er den velkendte Lyman-alpha overgang, bruges ofte inden for astronomi for at studere meget fjerne objekter.
Forskerne målte de fotoner, der kom ud, og de var stort set de samme som de bølgelængder, som du ville forvente fra en almindelig brint atom, ifølge undersøgelsen er offentliggjort i Nature. På dette punkt, forskere fortsætte med at se, at ejendomme, som de håbede kunne variere mellem stof og antistof synes at være den samme. Men dette eksperiment er en vigtig andet brug: “Vi ønsker at bruge den til at gøre laser køling af antihydrogen,” Jeffrey Hangst, talsmand for ALPHA ved CERN i Schweiz, fortalte Gizmodo. “Dette er den første demonstration af,” at deres nye laser-køling metode er doable i eksperimenter.
Fysikere bruger laserstråler til at fange og køle atomer til temperaturer uhyre tæt på det absolutte nulpunkt. At observere en elektron springer op en energi-niveau og frigive fotoner i svar på en laser-puls i antihydrogen er en “afgørende teknologiske skridt”, ifølge papiret. Det viser, at forskere kan snart være i stand til at laser-cool antistof atomer så godt. Der vil tillade dem at udføre mere præcise målinger.
ALPHA, for eksempel, vil snart opgraderes med udstyr, der vil give den til at falde antihydrogen atomer for at se, om de interagerer med tyngdekraften på en anden måde end brint atomer gøre. Dette vil være endnu en vigtig test.
Dette har intet at gøre med CERN ‘ s transport-antistof-med-en-lastbil folk, men det er stadig vigtigt for forskning. Enhver forskel mellem antistof og regelmæssig sagen vil i sidste ende hjælpe os med at finde årsagen til, at alt i universet er stof ikke bare tilintetgøre til noget efter Big Bang. Folk som Hangst ikke ved, hvad de vil finde i deres eksperimenter, men hvert nyt resultat drev dem til at fortsætte med at søge.
Sagde Hangst: “Vi er kun lige efter sandheden.”
[Naturen]