Het ALPHA-experiment bij CERNPhoto: CERN
Antimaterie blijft zich gedragen als gewone materie, geen kwestie wat tests wetenschappers bij het werpen. En in het gezicht van weer een nieuwe uitdaging, antimaterie heeft opnieuw geweigerd om te kraken.
In een nieuwe studie, fysici geprobeerd om de verschillen te vinden tussen materie en antimaterie—verwarrend, ook een vorm van materie, maar met de tegengestelde lading en andere verschillen. Het is als een evil twin. Verwarrend, het universum heeft veel meer materie dan antimaterie, zonder duidelijke reden. Natuurkundigen nog niet gevonden de specifieke verschillen ze naar op zoek waren bij het bestuderen van de antimaterie versie van waterstof, de zogenaamde antihydrogen, maar zij hebben aangetoond dat een manier om te studeren antimaterie beter dan ooit tevoren.
Natuurkundigen groep het heelal de materie op verschillende manieren, maar de inspiratie misschien wel het meest in het belang van ons niet-natuurkundigen is een gewone zaak versus antimaterie. Elk deeltje heeft een antiparticle met dezelfde massa maar met tegengestelde lading (en andere eigenschappen), net als zijn spiegelbeeld. Direct na de Big Bang, is er nog een gelijke hoeveelheid materie en antimaterie deeltjes. Wanneer de twee elkaar ontmoeten, ze vernietigen in energie, waardoor mensen dingen zeggen als “het universum niet zou moeten bestaan.” Maar voor sommige reden, de deeltjes die tot u, mij, de Aarde, de Zon, en vrijwel alles wat we zien, zijn meestal gewone materie. Slechts één op de miljard deeltjes in het universum is antimaterie, volgens CERN.
“De antimaterie natuurkunde gemeenschap probeert te vinden van de materie-antimaterie verschil op verschillende grenzen,” Gunn Khatri, een natuurkundige bij het CERN die was niet betrokken bij de nieuwe studie, vertelde Gizmodo, “Elke stap die gemaakt is om ons dichter bij het antwoord op één vraag: ‘Waarom is antimaterie dus veel minder vaak voor dan een gewone zaak?’”
Wetenschappers hopen te begrijpen antimaterie hebben een tool tot hun beschikking, genaamd de Antiproton Afremmer bij CERN. Deze machine produceert, en vertraagt, het proton is de antimaterie tegenhanger. ALPHA (de Antihydrogen Laser Fysica Apparatuur) combineert deze anti-protonen met positronen, de antimaterie tegenhanger van de elektronen, in de vorm van een antihydrogen atoom.
Zodra de onderzoekers val de antihydrogen atomen, ze probe hen op dezelfde manier zou studeren in een reguliere atoom. Voor elke ronde van het experiment, ALPHA-wetenschappers schot 500 antihydrogen atomen met laser pulsen, waardoor de atomen’ elektronen springen in een hogere energietoestand. De elektronen dan terug neer, en de antihydrogen atomen vrijkomen van fotonen met een karakteristieke golflengte. Dit is de bekende Lyman-alfa-overgang, vaak gebruikt in de astronomie te bestuderen zeer verre objecten.
De onderzoekers maten de fotonen die uit kwam, en ze waren in wezen dezelfde als de golflengten die u zou verwachten van een gewone waterstof atoom, volgens de studie, gepubliceerd in Nature. Op dit punt, onderzoekers blijven om te zien dat de eigenschappen hoopten ze kunnen verschillen tussen materie en antimaterie lijken dezelfde. Maar dit experiment is een belangrijke tweede gebruiken: “We willen het gebruiken om te doen laser koeling van antihydrogen,” Jeffrey Hangst, de woordvoerder van ALFA bij CERN in Zwitserland, vertelde Gizmodo. “Dit is de eerste demonstratie” dat hun nieuwe laser-koeling methode is goed te doen in experimenten.
Natuurkundigen gebruik van lasers te val en koel atomen aan temperaturen dicht bij het absolute nulpunt. Het observeren van de elektronen springen op een energie-niveau en het vrijgeven van fotonen in reactie op een laserpuls in antihydrogen is een “beslissende technologische stap,” volgens de papieren. Het laat zien dat wetenschappers binnenkort in staat zijn om laser-cool antimaterie atomen. Dat zal hen in staat stellen om meer nauwkeurige metingen.
ALPHA, bijvoorbeeld, zal binnenkort worden uitgebreid met de apparatuur die u zal toestaan te vallen, antihydrogen atomen om te zien of ze omgaan met de zwaartekracht anders dan waterstof atomen doen. Dit zal een belangrijke test.
Dit heeft niets te maken met CERN ‘ s transport-antimaterie-met-een-vrachtwagen mensen, maar het is nog steeds belangrijk onderzoek. Elk verschil tussen de antimaterie en gewone materie zal uiteindelijk helpen ons te bepalen waarom het hele universum is zaak niet alleen te vernietigen om niets na de Big Bang. Mensen zoals Hangst weet niet wat ze zullen vinden in hun experimenten, maar elk nieuw resultaat drijft hen om te blijven zoeken.
Zei Hangst: “We zijn net na de waarheid.”
[Natuur]