Мы живем во вселенной, созданной из материи. Физики хотят знать, почему материя заменила своего двойника антивещества, и на этой неделе сотрудничество ALPHA в ЦЕРНе стало на шаг ближе к разгадке тайны.
ALPHA, международный совместный эксперимент, созданный в 2005 году, был разработан для захвата и измерения частиц антиводорода с помощью специально разработанного эксперимента. Он начинает с того места, где остановился его предшественник по поиску антиматерии ATHENA. Основное внимание уделяется антиводороду, потому что водород является наиболее распространенным элементом во вселенной, и его структура чрезвычайно хорошо известна ученым.
Каждый атом водорода имеет один электрон, вращающийся вокруг его ядра. Свет, излучаемый атомами, возбуждает электрон, заставляя его прыгнуть на орбиту дальше от ядра, прежде чем он расслабится и вернется на свою покоящуюся орбиту, излучая свет в процессе. Распределение частот этого излучаемого света известно; он был точно измерен и в нашей вселенной, созданной из материи, уникален для водорода.
Базовая физика гласит, что двойник антивещества водорода, антиводород, должен быть одинаково узнаваем, имея одинаковый спектр. То есть, если все, что мы знаем о физике элементарных частиц, верно. Сбор и измерение спектра антиводорода является основной целью группы ALPHA.
АЛЬФА сделала первые скромные измерения антиводорода. В аппарате ALPHA антиводород захватывается магнитами, которые влияют на магнитное поле атомов. Микроволны, настроенные на определенную частоту, направленную на эти атомы антиводорода, изменяют их магнитную ориентацию, освобождая их. Освобожденный антиводород встречается с водородом, когда он уходит, и эти два аннигилируют друг с другом, оставляя хорошо известную картину в детекторах частиц, окружающих аппарат.
Аппарат зафиксировал наличие скачков электронов в атоме антиводорода после того, как микроволновое излучение изменило его внутреннее состояние. Результат дополнительно подтверждает правильность подхода ALPHA, демонстрируя, что аппарат обладает достаточным контролем и чувствительностью, чтобы успешно выполнить эксперимент, для которого он был разработан. В будущем ALPHA сосредоточится на улучшении точности своих микроволновых измерений, чтобы раскрыть спектр антиводорода с помощью лазеров.
Было трудно получить захватывающие результаты, так как в природе не существует антиводорода. Он сделан в аппарате АЛЬФА из антипротонов, которые сами сделаны в антипротонном замедлителе, и позитроны из радиоактивного источника. И он должен иметь достаточно низкий уровень энергии, чтобы оставаться в ловушке для измерений. Но это работает, и это может дать физикам ключ, необходимый им для понимания тайны ранней вселенной.
Источник: ЦЕРН
