Ми зловили антиречовину!

Для фізиків, антиречовину - це справді дорогий подарунок. Порівнявши матерію з її аналогом, вони можуть протестувати фундаментальну симетрію, лежить в основі стандартної моделі фізики частинок і отримати уявлення про фізику майбутнього. Але мало які дари, також важко зловити як цей. Адже варто частинці антиматерії вступити в контакт зі своєю матеріальною протилежністю, як обидві частинки анігілюють у спалаху енергії.

Но в ході наукового співробітництва в рамках ЦЕРН, Європейської лабораторії ядерної фізики поблизу Женеви, Швейцарія, вдалося 38 разів утримати один атом антиводню в магнітній пастці більш ніж 170 мілісекунд. Група повідомила про отримані результати 17 листопада журналі Nature. "Ми в захваті. Це результат п'яти років напруженої роботи", - сказав Джеффрі Хангст, представник спільного проекту АЛЬФА в ЦЕРН.

Антіводород складається з негативно зарядженого антипротона і позитивно зарядженого позитрона, антиречовинного аналога електрона. Цілі, як проекту ALPHA, так і конкуруючого з ним експерименту ЦЕРН під назвою ATRAP, - порівняти рівні енергії антиводню і водню, для підтвердження того, що античастинки відчувають такі ж електромагнітні сили, як і звичайні частинки, що є ключовою передумовою стандартної моделі. "Наша мета полягає у вивченні антиводню, і це можливо тільки якщо зловити його", - сказав Кліфф Сурко, дослідник антиматерії в Каліфорнійському університеті в Сан-Дієго. "Це дуже важливо".

ALPHA заявляє, що це перший серйозний прорив з часу створення тисяч атомів антиводню в 2002 році, коли проходили попередні експерименти під назвою ATHENA2 і ATRAP3. В обох експериментах, об'єднувалися уповільнені антипротони з позитронами, для створення атомів антиводню. Але в перебігу декількох мілісекунд, атоми зникали, вступаючи в реакцію з звичайною матерією на стінках їх вмістищ.

Для запобігання подібного результату, команда ALPHA спіймала атоми антиводню в магнітну пастку. Хоча водень, на відміну від антипротонів і позитронів, не має електричного заряду, але він володіє певним магнітним тяжінням подібно водню, завдяки спину частинок, з яких він складається. Дослідники ALPHA використовували магніт октуполь, що утворюється за допомогою струму, який тече по восьми проводах, щоб створити магнітне поле, яке було найбільш сильним близько стінок, і найменшим посередині пастки, що змушувало атоми збиратися в центрі. Щоб зловити всього 38 атомів, групі довелося проводити експеримент 355 разів. "Це було в десять тисяч разів важче" сказав Хангст - чим створити вільні атоми антиводню, яких ATHENA створила приблизно 50 000 за один присід в 2002 році. Щоб справити спектроскопічні вимірювання, за підрахунками Сурко, необхідно зловити близько 100 атомів антиводню за раз.

ATRAP сподіваються першими досягти цієї мети. У статті, яка вийде в журналі Physical Review Letters, вчені з ЦЕРН повідомили, що їм вдалося виділити антипротон з холодних електронів, які використовуються для їх охолодження. Це крок у бік створення повільно рухаються атомів антиводню, які вдасться зловити на більш довгий час. "Замість того, щоб ловити 38 атомів антиводню на маленьку фракцію секунди, ми працюємо над новими методами створення й утримання набагато більшої кількості холодних атомів ", - сказав Жеральд Габріельс, представник ATRAP. "Подивимося, чий підхід виявиться більш плідною".

Орігінал (на англ. Мовою): Nature

• IBM ускоряет обучение ИИ на скорости света при минимальном энергопотреблении
• Учёные впервые визуализировали форму одиночного фотона
• Солнечная система для зарядки электромобилей
• Крупнейший электрический самолёт взлетит в 2025 году
• ДНК-биочернила открывают новые горизонты для 3D-печати кровеносных сосудов
• Исследователи улучшили эффективность и долговечность солнечных элементов
• Тёмная материя: Как камера отслеживает невидимое
• Мягкий, растяжимый электрод имитирует тактильные ощущения с помощью электрических сигналов