Το πείραμα ALPHA παρατήρησε το φάσμα εκπομπής της αντιύλης

Posted on 19/12/2016

0


… για πρώτη φορά

(νεώτερη ενημέρωση 6/4/2018)

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

Oι εγκαταστάσεις του πειράματος ALPHA στο CERN (Image: Maximilien Brice/CERN)

Το αντιυδρογόνο είναι το απλούστερο άτομο αντιύλης και συνίσταται από ένα αντι-πρωτόνιο και ένα αντι-ηλεκτρόνιο (ποζιτρόνιο). Το αντίστοιχο σωματίδιο ύλης είναι το άτομο του υδρογόνου – ένα πρωτόνιο και ένα ηλεκτρόνιο.

Οι φυσικοί του πειράματος ALPHA στο CERN παράγουν άτομα αντι-υδρογόνου με τον AD (Antiproton Decelerator) του CERN. Μια δέσμη πρωτονίων από το PS (Proton Synchrotron) προσπίπτει σε μεταλλικό στόχο παράγοντας ένα πλήθος δευτερογενών σωματιδίων, μεταξύ των οποίων πολλά αντιπρωτόνια. Τα αντιπρωτόνια διαχωρίζονται και συνδυάζονται με τα αντι-ηλεκτρόνια (ποζιτρόνια) που εκπέμπονται από μια ραδιενεργή πηγή νατρίου-22. Έτσι παράγονται τα άτομα του αντι-υδρογόνου τα οποία περιορίζονται σε μια μαγνητική παγίδα.

Χρησιμοποιώντας λέιζερ υπεριώδους φωτός, διέγειραν τα άτομα αντι-υδρογόνου, που βρίσκονταν στη θεμελιώδη κατάστασή τους, προς την αμέσως επόμενη στάθμη ενέργειας και δεν βρήκαν καμία διαφορά σε σχέση με την αποδιέγερση των ατόμων του υδρογόνου. Η ενεργειακή μετάβαση στο αντιυδρογόνο συμφωνεί με αυτή του υδρογόνου με μια ακρίβεια 2 μέρη στα 10 δισεκατομμύρια σύμφωνα με την σημερινή δημοσίευση στο περιοδικό Νature (“Observation of the 1s-2s transition in trapped antihydrogen”).

(νεώτερη ενημέρωση 6/4/2018) 
Νέα εποχή στην έρευνα της αντιύλης
Η ερευνητική ομάδα ALPHA, στο CERN, ανακοίνωσε πριν από λίγες μέρες την ακριβέστερη μέτρηση των φασματικών γραμμών του αντι-υδρογόνου. Η συμφωνία με το αντίστοιχο φάσμα του υδρογόνου έφτασε στα λίγα μέρη ανά τετράκις εκατομμύριο. Πρόκειται για μια μέτρηση σχετικά με την αντιύλη πρωτοφανούς ακρίβειας.

Δείτε το σχετικό βίντεο:

Διαβάστε περισσότερα: A new era of precision for antimatter research

Διαβάστε επίσης και για την παρατήρηση της υπερλεπτής υφής του αντιυδρογόνου – που ανακοινώθηκε για πρώτη φορά το καλοκαίρι του 2017.

To μηδενικό αποτέλεσμα δείχνει προς το παρόν ότι η απορρόφηση και η εκπομπή του φωτός από την αντιύλη δεν διαφέρει σε τίποτε από τις αντίστοιχες διαδικασίες της ύλης. Η ανάπτυξη της φασματοσκοπίας αντιύλης δίνει την ευκαιρία ελέγχου μιας θεμελιώδους συμμετρίας των γνωστών νόμων της φυσικής, το δόγμα του Καθιερωμένου Προτύπου των στοιχειωδών σωματιδίων, που ονομάζεται CPT.

Τα αρχικά CPT αναφέρονται
C: στην συζυγία φορτίου, τον μετασχηματισμό όπου ένα σωματίδιο αντικαθίσταται από το αντισωματίδιό του,
P: στην ομοτιμία, η οποία συνδέεται με τον μετασχηματισμό αναστροφής του χώρου, και
T: στη συμμετρία αναστροφής του χρόνου, όπου εναλλάσσονται οι χρονικές συντεταγμένες t και -t.
Oι ισχυρές και οι ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις παραμένουν αναλλοίωτες κάτω από τους προαναφερθέντες μετασχηματισμούς C, P και T, ενώ οι ασθενείς αλληλεπιδράσεις παραβιάζουν μεμονωμένα και τις 3 αυτές συμμετρίες. Όμως, όταν οι μετασχηματισμοί C, P, Τ εφαρμόζονται μαζί, ως μετασχηματισμός CPT, τότε όλες οι αλληλεπιδράσεις – ασθενείς, ισχυρές και ηλεκτρομαγνητικές – παραμένουν αναλλοίωτες.
Αυτό είναι το θεώρημα CPΤ και διατυπώνεται απλούστερα ως εξής: ένα σύστημα παραμένει αμετάβλητο αν τα σωματίδια αντικατασταθούν από τα κατοπτρικά συμμετρικά αντισωματίδιά τους και αντιστραφεί η ροή του χρόνου. To «αναλλοίωτο CPT» μας εγγυάται ότι ένα σωματίδιο και το αντισωματίδιό του έχουν ίσες μάζες, ίσους χρόνους ζωής, ίδιο σπιν, αλλά αντίθετους προσθετικούς κβαντικούς αριθμούς όπως το ηλεκτρικό φορτίο, η z συνιστώσα του ισοσπίν, ο κβαντικός αριθμός της παραξενιάς κ.ά.

Όλα τα πειράματα που έχουν γίνει μέχρι σήμερα δείχνουν ότι δεν παραβιάζεται η συμμετρία CPT.

Δείτε το σχετικό βίντεο:

διαβάστε περισσότερα: «ALPHA observes light spectrum of antimatter for first time» και «Ephemeral antimatter atoms pinned down in milestone laser test«

Ετικέτα: , ,