ALFA eksperiment på CERNPhoto: CERN
Antimaterie fortsetter å oppføre seg akkurat som vanlig saken, uansett hva tester forskere kaster på den. Og i møte med enda en ny utfordring, antimaterie har igjen nektet å knekke.
I en ny studie, fysikere forsøkte å finne forskjeller mellom materie og antimaterie—forvirrende, men også en slags materie, men med motsatt ladning og andre forskjeller. Det er som en ond tvilling. Forvirrende, men universet har langt mer materie enn antimaterie, for ingen klar grunn. Fysikere har ikke funnet noen forskjeller som de var ute etter når man studerer den antimaterie versjon av hydrogen, kalt antihydrogen, men de har vist en måte å studere antimaterie bedre enn noen gang før.
Fysikere gruppe universets saken på flere måter, men en som har inspirert kanskje den mest interesse fra oss, ikke-fysikere er vanlig materie versus antimaterie. Hver partikkel har en antiparticle med samme masse, men motsatt ladning (og andre egenskaper), som dens speilbilde. Umiddelbart etter Big Bang, det burde ha vært en lik mengde av materie og antimaterie partikler. Når de to møtes, de tilintetgjøre til energi, som fører folk til å si ting som “universet ikke bør eksistere.” Men for noen grunn, partikler som gjør opp for deg, meg, Jorden, Solen, og nesten alt vi ser er mest vanlig materie. Bare én i hver milliarder partikler i universet er antimaterie, i henhold til CERN.
“Antimaterie fysikk fellesskap prøver å finne materie-antimaterie forskjell på ulike grenser,” Gunn Khatri, en fysiker ved CERN som ikke var involvert i den nye studien, fortalte Gizmodo, “Hvert skritt er å få oss nærmere til å svare på ett spørsmål:” Hvorfor er antimaterie så mye mindre vanlig enn vanlig materie?’”
Forskere håper å forstå antimaterie har et verktøy til rådighet kalt Antiproton Decelerator ved CERN i sveits. Denne maskinen gir og bremser, proton er antimaterie motstykke. ALPHA (Antihydrogen Laser Fysikk Apparater) kombinerer disse antiprotons med positrons, antimaterie motstykke av elektroner, for å danne en antihydrogen atomer.
Når forskere felle antihydrogen atomer, de probe dem på samme måte som de kan studere en vanlig atom. For hver runde av eksperimentet, ALFA forskere skutt 500 antihydrogen atomer med laser pulser, forårsaker atomer’ elektroner til å hoppe inn i en høyere energi tilstand. Elektronene så falle ned, og den antihydrogen atomer utgivelsen fotoner med en karakteristisk bølgelengde. Dette er godt kjent Lyman-alfa-overgang, brukes ofte i astronomi for å studere svært fjerne objekter.
Forskerne målte fotoner som kom ut, og de var i all hovedsak det samme som bølgelengder du ville forvente fra et vanlig hydrogen atom, ifølge studien publisert i Nature. På dette punktet, forskere fortsette å se at egenskapene de håpet kan variere mellom materie og antimaterie synes å være den samme. Men dette eksperimentet har en viktig andre bruk: “Vi ønsker å bruke den til å gjøre laser kjøling av antihydrogen,” Jeffrey Hangst, talsmann for ALPHA på CERN i Sveits, fortalte Gizmodo. “Dette er den første demonstrasjonen” at deres nye laser-kjøling metoden er gjennomførbart i eksperimenter.
Fysikere bruker lasere til å fange og kule atomer til temperaturer svært nær absolutte nullpunkt. Observere elektronet hopper opp en energi nivå og slippe fotoner i respons til en laser puls i antihydrogen er en “avgjørende teknologisk trinn,” i henhold til papiret. Det viser at forskere kan snart være i stand til å laser-kule antimaterie atomer som godt. Som vil tillate dem å utføre mer nøyaktige målinger.
ALPHA, for eksempel, vil snart bli oppgradert med utstyr som vil tillate det å slippe antihydrogen atomer for å se om de samhandler med tyngdekraften annerledes enn hydrogen atomer gjøre. Dette vil være en annen viktig test.
Dette har ingenting å gjøre med CERN ‘ s transport-antimaterie-med-en-lastebil folk, men det er fortsatt viktig forskning. Enhver forskjell mellom antimaterie og vanlig materie vil til slutt hjelpe oss med å finne ut hvorfor alle universets materie ikke bare å tilintetgjøre ingenting etter Big Bang. Folk som Hangst vet ikke hva de finner i deres eksperimenter, men hver ny resultatet driver dem til å fortsette å søke.
Sa Hangst: “Vi er bare etter sannheten.”
[Arten]