Το πείραμα ALPHA αποκαλύπτει τα μυστικά της αντιύλης

Posted on 03/08/2017

0


Σε μια εργασία που δημοσιεύεται σήμερα στο περιοδικό Nature, η ερευνητική ομάδα του πειράματος ALPHA στον επιβραδυντή αντιπρωτονίων στο CERN, αναφέρεται στην παρατήρηση της υπερλεπτής υφής του αντιυδρογόνου – για πρώτη φορά.
Το αντιυδρογόνο είναι η αντιύλη του ατόμου του υδρογόνου: συνίσταται από ένα αντιπρωτόνιο και ένα αντιηλεκτρόνιο (ποζιτρόνιο).

Τέτοιου είδους επιτεύγματα δείχνουν τον δρόμο για πιο λεπτομερείς αναλύσεις σχετικά με την δομή του αντι-υδρογόνου και θα μπορούσαν να μας βοηθήσουν στην κατανόηση των διαφορών μεταξύ ύλης και αντιύλης.

Οι φυσικοί του πειράματος ALPHA πραγματοποίσησαν μετρήσεις φασματοσκοπίας σε άτομα αντιυδρογόνου – αρχικά τα δημιούργησαν και στη συνέχεια παρατήρησαν τις μεταπτώσεις μεταξύ διαφορετικών ενεργειακών καταστάσεων των αντι-ατόμων.

Η φασματοσκοπία είναι ένας τρόπος διερεύνησης της εσωτερικής δομής των ατόμων μελετώντας την αλληλεπίδρασή τους με την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Το 2012 το πείραμα ALPHA κατάφερε για πρώτη φορά να δείξει πως διαθέτει την τεχνική ικανότητα μέτρησης της εσωτερικής δομής των ατόμων της αντιύλης και το 2016 ανέφερε πως παρατήρησε το φάσμα εκπομπής του αντιυδρογόνου.

Εκθέτοντας άτομα αντιυδρογόνου σε μικροκύματα συγκεκριμένης συχνότητας κατάφεραν να προκαλέσουν υπερλεπτές μεταβάσεις και να εκτελέσουν λεπτομερέστατες μετρήσεις. Μπόρεσαν να μετρήσουν δυο φασματικές γραμμές του αντιυδρογόνου, και συγκρίνοντάς τες με τις αντίστοιχες φασματικές γραμμές του υδρογόνου δεν βρήκαν καμία διαφορά, μέσα στα όρια του πειραματικού σφάλματος.

Σύμφωνα με τον Jeffrey Hangst, εκπρόσωπο του πειράματος ALPHA: «Βρισκόμαστε σε μια νέα εποχή καθώς επεκτείναμε την φασματοσκοπία – ένα πολύ σημαντικό εργαλείο για όλους τους τομείς της φυσικής – και στην αντιύλη. Με τις τεχνικές μας μπορούμε πλέον να παρατηρήσουμε την λεπτομερή δομή των ατόμων της αντιύλης μέσα σε χρονικό διάστημα ωρών και όχι εβδομάδων, κάτι που δεν μπορούσαμε να φανταστούμε πριν από μερικά χρόνια».

Με τις τεχνικές παγίδευσης αντιύλης που αναπτύχθηκαν, το πείραμα ALPHA είναι πλέον σε θέση να παγιδεύει έναν σημαντικό αριθμό αντιπρωτονίων – μέχρι 74 κάθε φορά – διευκολύνοντας έτσι τις μετρήσεις ακριβείας. Με την μέτρηση φασματικών γραμμών της υπέρλεπτης υφής του αντιυδρογόνου η ομάδα ALPHA έδειξε ξεκάθαρα την βελτιστοποίηση των τεχνικών της όσον αφορά την ανίχνευση των ιδιοτήτων των ατόμων της αντιύλης.
Η γρήγορη πρόοδος των πειραμάτων του CERN στην μοναδική εγκατάσταση του επιβραδυντή αντιπρωτονίων είναι πολύ ελπιδοφόρα για την υλοποίηση μεγαλύτερης ακρίβειας μετρήσεων στο εγγύς μέλλον, σκοπός των οποίων είναι να μας αποκαλύψουν τα βαθύτερα μυστικά της αντιύλης.

πηγή: http://press.cern/update/2017/08/alpha-experiment-explores-secrets-antimatter

Ετικέτα: , ,