Заморожена, заторможена. В ЦЕРН впервые охладили антиматерию лазером
Лазеры в науке 19.04.2021 Комментарии к записи Заморожена, заторможена. В ЦЕРН впервые охладили антиматерию лазером отключеныВ новом эксперименте лазер ультрафиолетового диапазона погасил тепловые колебания атомов антиводорода, охладив антиатомы почти до абсолютного нуля. Примененный метод замедления антиматерии – противоположно заряженного двойника обычной материи – может помочь ученым создать первые молекулы антиматерии. Укрощение неуправляемой антиматерии лазерным светом также позволит физикам гораздо точнее измерить характеристики антиатомов.
Об этом авторы эксперимента пишут в статье, опубликованной журналом Nature. Сравнение антиатомов с обычными атомами может стать проверкой фундаментальных положений, касающихся симметрии Вселенной. С помощью лазеров можно охлаждать атомы, затормаживая их движение встречными частицами света, фотонами. Но есть причина, по которой делать это трудно: сложно получить саму антиматерию, говорит Такамаса Момосе, спектроскопист из Университета Британской Колумбии в Ванкувере. Для создания атомов антиводорода Момосе с коллегами по ЦЕРН смешали антипротоны с позитронами, то есть античастицами электронов, а затем в течение нескольких часов пучок лазерных лучей, настроенный на особую частоту в ультрафиолетовом диапазоне, замедлил атомы антиводорода со скорости около 90 метров в секунду до 10 метров в секунду.
В последующих наблюдениях сверхохлажденного антиводорода можно будет проверить идею под названием «инвариантность заряда-четности-времени», так называемую CPT-теорему, которая предполагает строгое соответствие между веществом и антивеществом и, в частности, одинаковые массу и магнитный момент у частицы и античастицы. Согласно принципу CPT-инвариантости обычные атомы должны поглощать и испускать фотоны точно таких энергий, как их антиматериальные эквиваленты.
Но даже мельчайшие различия между водородом и антиводородом, обнаруженные в будущих экспериментах, могут разрушить современные физические теории, говорит соавтор исследования Макото Фудзивара, ядерный физик из Канадского национального центра ускорителя частиц TRIUMF. Аналогичным образом можно проверить и предсказание теории гравитации Эйнштейна о том, что материя и антиматерия должны падать на Землю с одинаковой скоростью. Свободное падение охлажденных лазером антиатомов вместо «теплых» колеблющихся атомов в ходе лабораторных экспериментов даст более ясное представление о гравитационных эффектах, считают физики.
