Πόσο είναι το ηλεκτρικό φορτίο του αντιυδρογόνου;

Posted on 03/06/2014

1


ncomms4955-f1 (1)Γενεύη, 3 Ιουνίου 2014.
Η ομάδα του πειράματος ALPHA στο CERN δημοσίευσε τα αποτελέσματα των ερευνών της, στο περιοδικό Nature Communications, σχετικά με το ηλεκτρικό φορτίο του αντι-υδρογόνου, ένα άτομο του οποίου ο πυρήνας είναι ένα αντιπρωτόνιο, γύρω από το οποίο περιστρέφεται ένα ποζιτρόνιο (αντιηλεκτρόνιο).

Και το αποτέλεσμα ήταν μηδέν μέχρι τα πρώτα οκτώ δεκαδικά ψηφία.

Παρότι το αποτέλεσμα αυτό δεν αποτελεί έκπληξη, δεδομένου ότι και τα αντίστοιχα άτομα του υδρογόνου είναι ηλεκτρικά ουδέτερα, είναι η πρώτη φορά που το φορτίο ενός αντι-ατόμου μετρήθηκε με μεγάλη ακρίβεια. Σύμφωνα με τον εκπρόσωπο του πειράματος ALPHA, Jeffrey Hangst, τον Αύγουστο οι μετρήσεις θα επαναληφθούν αναζητώντας όλο και μεγαλύτερη ακρίβεια.

Τα αντισωματίδια είναι πανομοιότυπα με τα αντίστοιχα σωματίδια, με τη διαφορά ότι έχουν αντίθετα ηλεκτρικά φορτία – επιπλέον όταν σωματίδια συγκρούονται με αντισωματίδια εξαϋλώνονται αμέσως απελευθερώνοντας ενέργεια.

Έτσι, ενώ το άτομο υδρογόνου αποτελείται από ένα πρωτόνιο με φορτίο +1 και ένα ηλεκτρόνιο με φορτίο -1, το άτομο αντιυδρογόνου αποτελείται από ένα αντιπρωτόνιο με φορτίο -1 και ένα ποζιτρόνιο με φορτίο +1.

Όμως φαίνεται πως δεν υπάρχει πλήρης συμμετρία μεταξύ ύλης και αντιύλης, δεδομένου ότι το σύμπαν μας αποτελείται σχεδόν εξ’ ολοκλήρου από ύλη. Για την ερμηνεία αυτού του γεγονότος απαιτείται η γνώση των ιδιοτήτων της αντιύλης με πολύ μεγάλη ακρίβεια.

Και αυτός είναι ο κύριος στόχος του πειράματος ALPHA, που χρησιμοποιεί  ένα περίπλοκο σύστημα παγίδων σωματιδίων που επιτρέπουν την δημιουργία και διατήρηση ατόμων αντιυδρογόνου για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα ώστε να μπορούν να μελετηθούν λεπτομερώς.

Η μέτρηση του ηλεκτρικού φορτίου του αντιυδρογόνου, πραγματοποιήθηκε μελετώντας τις τροχιές των αντι-ατόμων μέσα σε ηλεκτρικό πεδίο. Αν τα άτομα αντιυδρογόνου είχαν ηλεκτρικό φορτίο, το πεδίο θα τα εξέτρεπε, ενώ τα ουδέτερα άτομα  διατηρούν την αρχική τροχιά τους.

Το αποτέλεσμα, με βάση 386 καταγεγραμμένα γεγονότα, ήταν Q=(−1.3±1.1±0.4)×10−8

Όπου τα  συν–πλην αντιπροσωπεύουν το στατιστικό και συστηματικό σφάλμα των μετρήσεων.

Με την επανεκκίνηση των πειραμάτων, πέραν της αύξησης της ακρίβειας στην παραπάνω τιμή, σχεδιάζονται και νέα πειράματα που θα ερευνήσουν την επίδραση της βαρύτητας στο αντιυδρογόνο.
press.web.cern.ch

Ετικέτα: ,