Физики из Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) впервые с помощью лазера сравнили атомы вещества и антивещества.

Физики из Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) впервые с помощью лазера сравнили атомы вещества и антивещества.

Новости науки и техники Комментариев к записи Физики из Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) впервые с помощью лазера сравнили атомы вещества и антивещества. нет

Ученые из ЦЕРН получили ключевое доказательство Стандартной модели. Это достижение может стать началом новой эры высокоточных исследований антиматерии.

В Европейском центре ядерных исследований физики впервые смогли исследовать атом антивещества в оптическом спектре. Наблюдая переход водорода в антиводород, ученые сравнили атом и антиатом, чтобы определить, подчиняются ли они одним и тем же законам физики. Пока результаты исследования полностью согласуются со Стандартной моделью физики элементарных частиц, согласно которой водород и антиводород имеют одинаковые спектроскопические характеристики.

Это первое подобное наблюдение спектральной линии в атоме антиводорода, и оно позволило провести сравнение вещества и антивещества. В пределах экспериментальных погрешностей разницы по сравнению с эквивалентной спектральной линией в водороде не наблюдалось. Это подтверждает постулаты физики элементарных частиц, которая описывает частицы и предполагает, что у водорода и антиводорода должны быть одинаковые спектроскопические характеристики.

Почему это исследование так важно? Дело в том, что в Стандартной модели физики элементарных частиц водород и антиводород должны иметь одинаковые спектроскопические характеристики. Если бы это не подтвердилось в ходе эксперимента, ученым пришлось бы создавать новую модель, переписывая заново физику частиц.

В эксперименте ЦЕРН физики сравнивали свойства атомов водорода и созданного искусственно антиводорода. В ходе исследования с помощью модернизированной установки накопления атомов антиводорода ALPHA создавались скопления до 25 000 антиатомов и удерживались в специальной магнитной ловушке. Такие ловушки позволяют исследовать атомы антиводорода с помощью лазеров или других источников излучения.

Observation of the 1S–2S transition in trapped antihydrogen

Here we report the observation of the 1S–2S transition in magnetically trapped atoms of antihydrogen in the ALPHA-2 apparatus at CERN. We determine that the frequency of the transition, driven by two photons from a laser at 243 nm, is consistent with that expected for hydrogen in the same environment. This laser excitation of a quantum state of an atom of antimatter represents a highly precise measurement performed on an anti-atom. Our result is consistent with CPT invariance at a relative precision of ~2 × 10−10.

http://www.nature.com/nature/journal/vaap/ncurrent/full/nature21040.html

Антиводород производится путем смешивания около 90 000 антипротонов из замедлителя антипротонов с позитронами, что приводит к образованию около 25 000 атомов антиводорода за раз. Атомы антиводорода попадают в магнитную ловушку, если движутся достаточно медленно сразу после создания. Использование этой новой методики позволяет улавливать в среднем 14 антиатомов в одном цикле, по сравнению с 1,2 антиатомов в более ранних испытаниях. Освещая пойманные атомы лазерным лучом в точно настроенной частоте, ученые наблюдали взаимодействие пучка с внутренними состояниями антиводорода. Измерение было сделано путем наблюдения так называемого перехода 1S-2S (переход позитрона с основного на первый возбужденный уровень). Состояние 2S в атомарном водороде долговечно, что приводит к узкой естественной ширине линии, поэтому оно хорошо подходит для измерения.

Сейчас ученые ЦЕРН рассчитывает повысить точность своих измерений, и ставят целью проверить, актуальны ли полученные данные для антиатомов других веществ.

Источник: http://zoom.cnews.ru/rnd/news/top/uchenye_iz_tsern_poluchili_klyuchevoe_dokazatelstvo_standartnoj

Рекомендуем для Вас

Leave a comment

You must be logged in to post a comment.


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top