Το αντι-υδρογόνο στο CERN

Posted on 24/09/2015

0


The ALPHA experiment, one of five experiments that are studying antimatter at CERN (Image: Maximilien Brice/CERN)

To πείραμα ALPHA, ένα από τα 5 πειράματα που μελετούν την αντιύλη στο CERN (Image: Maximilien Brice/CERN)

20 χρόνια πριν, το 1995, μια ομάδα φυσικών στο CERN με επικεφαλής τον Walter Oelert, κατάφερε να δημιουργήσει για πρώτη φορά άτομα αντιύλης. Πιο συγκεκριμένα, παρήγαγαν 9 άτομα αντι-υδρογόνου στο Low Energy Antiproton Ring (LEAR) του CERN.

Το αντιυδρογόνο είναι το απλούστερο άτομο αντιύλης και συνίσταται από ένα πρωτόνιο και ένα αντιηλεκτρόνιο (ποζιτρόνιο).

Μάλιστα το επίτευγμα αυτό έγινε 30 χρόνια μετά την ανακάλυψη του αντιπρωτονίου και άνοιξε ένα νέο κεφάλαιο στην μελέτη της αντιύλης.

Διαβάστε σχετικά: Τομ Υψηλάντης και η ανακάλυψη του αντιπρωτονίου 

Η σύγκριση μεταξύ ατόμων υδρογόνου και αντιυδρογόνου αποτελεί έναν από τους καλύτερους τρόπους εύρεσης διαφορών μεταξύ ύλης και αντιύλης.
Τα φάσματα των ατόμων υδρογόνου και αντιυδρογόνου αναμένονται πανομοιότυπα, συνεπώς οποιαδήποτε ελάχιστη διαφορά μεταξύ τους θα ανοίξει ένα παράθυρο για νέα φυσική και θα βοηθήσει στην επίλυση του μυστηρίου της αντιύλης.

Πάνω: Ένα άτομο αντι-υδρογόνου αποτελείται από ένα αρνητικά φορτισμένο αντιπρωτόνιο γύρω από το οποίο περιστρέφεται ένα θετικά φορτισμένο αντι-ηλεκτρόνιο (ποζιτρόνιο). Κάτω: Ένα άτομο του γνωστού μας υδρογόνου αποτελείται από το θετικά φορτισμένο πρωτόνιο γύρω από το οποίο περιστρέφεται ένα αρνητικά φορτισμένο ηλεκτρόνιο

Πάνω: Ένα άτομο αντι-υδρογόνου αποτελείται από ένα αρνητικά φορτισμένο αντιπρωτόνιο γύρω από το οποίο περιστρέφεται ένα θετικά φορτισμένο αντι-ηλεκτρόνιο (ποζιτρόνιο). Κάτω: Ένα άτομο του γνωστού μας υδρογόνου αποτελείται από το θετικά φορτισμένο πρωτόνιο γύρω από το οποίο περιστρέφεται ένα αρνητικά φορτισμένο ηλεκτρόνιο

Τα άτομα που παρήχθησαν το 1995 «επέζησαν» περίπου 40 δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου, διανύοντας 10 μέτρα, σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός. Στη συνέχεια εξαϋλλωθηκαν κατά την σύγκρουσή τους με την συνηθισμένη ύλη παράγοντας τα σήματα που αποδείκνυαν την ύπαρξή τους.

Επτά χρόνια αργότερα ο Antiproton Decelerator (AD) στο CERN έγινε παγκόσμιο πρωτοσέλιδο όταν τα πειράματα ATHENA και ATRAP παρήγαγαν πολύ μεγάλο αριθμό ατόμων αντιυδρογόνου.

Σήμερα στον AD πραγματοποιούνται μια σειρά από πειράματα που μελετούν την αντιύλη με διαφορετικούς τρόπους: ALPHA (ο διάδοχος του ATHENA), AEgIS, ASACUSA, ATRAP, ALICE και BASE.

Διαβάστε σχετικά:
1. Πείραμα BASE: σύγκριση ύλης – αντιύλης με τεράστια ακρίβεια 
2. Πείραμα ALICE: σύγκριση ύλης – αντιύλης (μέρος 2ο) 
3. Πείραμα ALPHA: Η αντιύλη υπακούει στη βαρύτητα; και «Πόσο είναι το ηλεκτρικό φορτίο του αντιυδρογόνου;
4. Πείραμα ASACUSA: δέσμη ατόμων αντι-υδρογόνου και «Η ακριβέστερη μέτρηση της μάζας του αντιπρωτονίου

Η αναβάθμιση των πειραμάτων του Antiproton Decelerator (AD) που θα ολοκληρωθεί το 2017, αναμένεται να εγκαινιάσει μια νέα εποχή στην έρευνα της σχέσης μεταξύ ύλης και αντιύλης.

home.web.cern.ch

Ετικέτα: ,