Antimateria har en egenskap som det har tagit fysiker årtionden att mäta. CERN gjorde det bara hundra gånger bättre än någon annan

Antimateria är fascinerande inte bara på grund av dess väsen; Det beror också på den fortfarande gåtfulla roll den spelade i universums ursprung. Forskare har fortfarande inte de nödvändiga verktygen för att med någon precision förstå vilken roll denna form av materia spelar i bildningen av kosmos och de mekanismer som styr den tunna linje som avgränsar obalansen mellan materia och antimateria. Lyckligtvis, vad de vet är dess beståndsdelar och några av dess egenskaper.

Att förstå vad antimateria är är inte svårt. Och vi kan observera det som en exotisk typ av materia som är uppbyggd av antipartiklar, som är partiklar med samma massa och spinn som de partiklar vi känner till, men med motsatt elektrisk laddning. På detta sätt är elektronens antipartikel positronen eller antielektronen.

Och protonens antipartikel är antiprotonen. Antimateria har en överraskande egenskap: när den kommer i direkt kontakt med materia, utplånas både, och frigör en stor mängd energi i form av högenergifotoner, såväl som andra möjliga partikel-antipartikelpar. Det studeras för närvarande i många av de viktigaste forskningscentra som är specialiserade på partikelfysik i världen med hopp om att veta det bättre kommer att hjälpa oss att förstå några av mysterierna i kosmos som förblir utom räckhåll.

Den hyperfina splittringen av antiväte har avslöjats. CERNs antimateriafabrik producerar denna form av materia genom att avfyra högenergiprotoner från en intilliggande synkrotron mot ett metallblock. Denna process genererar en kaskad av sekundära partiklar, och bland dem uppstår antiprotoner.

Dessa senare partiklar kan sedan kylas för att användas i anläggningens experiment. ALPHA (Antihydrogen Laser Physics Apparatus), som är en av dem, är specialiserad på att producera antiväte genom att fusionera antiprotoner med positroner. Forskare använder sedan magnetfält för att fånga antivätet för vidare studier.

I Xataka Kina ville man ha sin egen Nvidia. Nu vill den något annat: den återuppfinner sina AI-chips från grunden. En antiväteatom är sammansatt av en antiproton i dess kärna och en positron som kretsar runt den, på samma sätt som en väteatom innehåller en proton runt vilken en elektron kretsar.

Deuterium och tritium, de två isotoper av väte, har också en eller två neutroner i kärnan respektive. Forskarna i ALPHA-experimentet har uppnått något fantastiskt: de har mätt den hyperfina splittringen av antiväteatomens grundtillstånd med en precision på 4 delar per miljon, vilket förbättrat det tidigare resultatet med två storleksordningar. Denna milstolpe är mycket viktig eftersom den tillåter att mycket rigorösa tester kan utföras inom området kvantelektrodynamik.

Den hyperfina uppdelningen av antiväteatomens grundtillstånd är den lilla separationen av atomens lägsta energitillstånd på grund av den magnetiska interaktionen mellan antiprotonen och positronen. Enligt naturens grundläggande symmetri bör denna mätning vara identisk med den ekvivalenta effekten som observeras i väte. Hur det än må vara, är denna milstolpe mycket viktig eftersom den tillåter att mycket rigorösa tester kan utföras inom området kvantelektrodynamik, vilket är den mest exakta teorin som förklarar de interaktioner som sker mellan laddade partiklar och ljus.

Jeffrey Hangst, talespersonen för ALPHA-experimentet, förklarar att "den hyperfina splittringen av vätgas grundtillstånd är ursprunget till den så kallade 21-centimeterslinjen, så uppskattad av radioastronomer och forskare som söker efter utomjordisk intelligens [...] När antimateriafabriken skapades på 1990-talet, var hyperfinmålet spjälkning av antivätekonstruktionen enbart hyperfinmålet för konstruktionen av antiväte. anläggning."

"Den nuvarande mätningen representerar kulmen på många års ansträngning", sa Hangst. "Vi har drivit den exakta bestämningen av den hyperfina klyvningen av antiväte sedan vi demonstrerade hur man fäller antimateriaatomer 2010. Och nu försöker en annan grupp i antimateriafabriken, ASACUSA-samarbetet, också studera denna mycket viktiga övergång. Deras teknik, om den demonstreras, har potential att uppnå ännu större precision." Tack vare ALPHAs höga precisionsnivå är mätningen av hyperfin klyvning känslig för effekterna av antiprotonens inre struktur i mitten av antiväteatomen.

I vilket fall som helst är detta resultat ett mycket viktigt steg i strävan att ytterligare utforska antimaterias natur. Bild | CERN Mer information | CERN i Xataka | Europeisk vetenskap blir seriös: EUROfusion och CERN kommer att samarbeta om kärnfusion och nya kolliderar (instagramScript) Nyheten Antimatter har tagit decennier att mäta det av CERN.