W Fabryce Antymaterii atomy antywodoru powstają 8-krotnie szybciej niż dotychczas
Nowa technika chłodzenia w Fabryce Antymaterii w CERN-ie pozwala na 8-krotnie szybszą produkcję atomów antywodoru. Naukowcy z eksperymentu ALPHA poinformowali na łamach Nature, że obecnie są w stanie uzyskać ponad 15 000 atomów antywodoru w czasie krótszym niż 7 godzin. Jeszcze 10 lat temu uznano by to za science fiction, mówi rzecznik prasowy ALPHA Jeffrey Hangst. Dzięki łatwiejszemu dostępowi do większej liczby atomów antywodoru możemy badać antymaterię szybciej i bardziej szczegółowo.
Antywodór jest najprostszą formą atomowej antymaterii i jedynym „czystym” systemem antymaterii, jakie ludzkość kiedykolwiek zbadała. Powstaje wyłącznie w laboratorium i stanowi unikatowy system, za pomocą którego naukowcy badają różnice między materią i antymaterią.
Aby uzyskać antywodór naukowcy z eksperymentu ALPHA muszą osobno uwięzić antyprotony i antyelektrony (pozytony), następnie je schłodzić i połączyć, by powstał atom, w którym pozyton krąży wokół antyprotonu. To trudny proces, który był udoskonalany przez lata. Teraz, dzięki nowatorskiej technice chłodzenia pozytonów tempo produkcji atomów antywodoru zwiększono aż 8-krotnie.
Pozytony uzyskuje się z radioaktywnego sodu-22, a następnie więzi w pułapce Penninga. Krążą one w pułapce, tracąc energię, a zatem ulegając schłodzeniu. Nowa technika polega na dodaniu do pułapki jonów schłodzonego laserem berylu, dzięki czemu w procesie chłodzenia sympatycznego – chłodzenia za pomocą wstępnie schłodzonych atomów – dochodzi do dodatkowej utraty energii przez pozytony. W ten sposób zostają one schłodzone do temperatury około -266 stopni Celsjusza, co powoduje, że z większym prawdopodobieństwem utworzą atomy antywodoru po wymieszaniu ich z antyprotonami. Dzięki takiemu podejściu udaje się uzyskać ponad 15 000 atomów antywodoru w czasie krótszym niż 7 godzin.
Tylko pozornie to bardzo mało. Gdy przed siedmiu laty ogłaszano przełom w precyzyjnych pomiarach pewnych cech antywodoru, dokonany on został dzięki 16 000 atomów, których produkcja trwała 10 tygodni. Nowa technika oznacza zmianę reguł gry w redukcji niepewności pomiarów. Teraz będziemy mogli uzyskać potrzebną liczbę atomów w ciągu nocy, a po przyjściu do pracy przeprowadzić badania, mówi Niels Madsen z ALPHA.
Naukowcy już od pewnego czasu produkują atomy antywodoru za pomocą nowej techniki i prowadzą coraz bardziej intensywne badania. W bieżącym roku wykorzystują atomy w eksperymencie ALPHA-g, w ramach którego mierzą wpływ grawitacji na antymaterię.
Komentarze (0)