Bizarre Antimatter Udsender Samme Lys Som Almindelig Materiel

{h1}

For første gang har fysikere vist, at antimatteratomer ser ud til at give af samme slags lys som atomer af almindeligt materiale gør, når de bliver belyst af lasere, finder en ny undersøgelse.

For første gang har fysikere vist, at antimatteratomer ser ud til at give af samme slags lys som atomer af almindeligt materiale gør, når de bliver belyst af lasere, finder en ny undersøgelse.

Mere præcise målinger af dette udsendte lys kunne afværge spor, der måske endelig kunne hjælpe med at løse mysteriet om hvorfor der er så meget mindre antimatter end normalt i universet, siger forskere.

For hver partikel af normalt materiale er der en antimatter-modstykke med den samme masse, men den modsatte elektriske ladning. Antipartiklerne af elektronen og protonen er for eksempel henholdsvis positron og antiproton.

Når en partikel møder sin antipartikel, udsletter de hinanden og giver afbrud af energi. Et gram antimater, der udslett et gram stof, ville frigøre omkring dobbelt så meget energi som atombomben faldt på Hiroshima, Japan. (Du behøver ikke bekymre dig om antimatterbomber dukker op når som helst snart, forskere er meget langt fra at skabe overalt i nærheden af ​​et gram antimatter.)

Det er et mysterium, hvorfor der er så meget mere noget end antimatter i universet. Standardmodellen for partikelfysik - den bedste beskrivelse endnu af hvordan de grundlæggende byggesten i universet opfører sig - antyder, at Big Bang skulle have skabt lige store mængder materie og antimateriel. [De 9 største uløste mysterier i fysik]

Skinnende lys på antimatter

Forskere vil gerne lære mere om antimatter for at se om den opfører sig anderledes end materie på en måde, der kan hjælpe med at løse puslespillet om hvorfor universet har så lidt antimateriel.

Et nøglesæt af eksperimenter ville involvere skinnende lasere på antimatteratomer, som kan absorbere og afgive lys meget som atomer med regelmæssig materiel. Hvis antihydrogenatomer udsender et andet spektrum af lys end hydrogenatomer, kan sådanne spektrale forskelle give indsigt på andre måder, hvor materien og antimatteren er forskellige, forskerne sagde.

Nu har forskere for første gang brugt lasere til at udføre en spektralanalyse af antihydrogenatomer.

"Jeg kan godt lide at kalde dette antimatterfysikens hellige gral," siger forsker Jeffrey Hangst, fysiker ved Aarhus Universitet i Danmark. "Jeg har arbejdet i mere end 20 år for at gøre det muligt, og dette projekt er endelig kommet sammen efter mange vanskelige trin."

Forskerne eksperimenterede med antihydrogen, som er det enkleste antimatteratom, ligesom hydrogen er det enkleste atom af almindeligt stof. Antihydrogenatomer består hver især af en antiproton og en positron.

At skabe nok antimateri til forskere at undersøge har vist sig at være meget udfordrende. For at skabe antihydrogenatomer blandede forskerne skyer på ca. 90.000 antiprotoner med skyer på omkring 1,6 millioner positroner (eller antielektroner), hvilket gav ca. 25.000 antihydrogenatomer pr. Forsøg ved at anvende ALPHA-2 apparatet, hvilket er et antimattergenerationssystem og fangstsystem ved Den Europæiske Organisation for Nuklear Forskning (CERN) i Schweiz.

Chris Ørum og Steven Armstrong Jones arbejder på laser ALPHA-eksperimentet for at finde ud af egenskaberne af lys udgivet af antihydrogen.

Chris Ørum og Steven Armstrong Jones arbejder på laser ALPHA-eksperimentet for at finde ud af egenskaberne af lys udgivet af antihydrogen.

Kredit: CERN

Når forskerne har oprettet antihydrogenatomer, "du er nødt til at holde fast på dem, og det er meget svært," sagde Hangst til WordsSideKick.com. Antihydrogen er elektrisk neutralt, hvilket betyder, at det ikke kan holdes på plads ved hjælp af elektriske felter, "og du skal holde det væk fra materie, så det skal holdes i højvakuum," sagde han. Desuden bevares antimatter bedst ved temperaturer tæt på absolut nul (minus 459,67 grader Fahrenheit eller minus 273,15 grader Celsius), så det er langsomme og lettere at holde fast end antihydrogenatomer.

Forskerne fangede antihydrogen i meget stærke magnetfelter. "Vi kan nu holde omkring 15 antihydrogenatomer ad gangen," sagde Hangst. [Mysteriet dybere: Materiel og antimatter er spejlbilleder]

Derefter skinnede de en laser på antihydrogenet, som fik atomer til at afgive lys. Forskerne målte derefter lysets spektrum, som antihydrogen gav afsted med en præcision på ca. et par dele i 10 ^ 10 - det vil sige en 1 med 10 nuler bagved. Til sammenligning kan forskere i øjeblikket måle disse egenskaber af hydrogen til en præcision af nogle få dele i 10 ^ 15. "Vi vil måle antihydrogen med samme præcision som brint, og vi ser ingen grund til, hvorfor vi ikke kan gøre det i fremtiden," sagde Hangst.

I øjeblikket ser lysets spektrum ud af hydrogen og antihydrogen ligner hinanden.

Imidlertid kan måling af antihydrogen med større præcision i sidste ende afsløre forskelle mellem materiel og antimateriel, som kunne løse mysteriet om den manglende antimatter og føre til revolutionerende ændringer i standardmodellen. "Dette er virkelig spilskiftende arbejde," sagde Hangst.

Forskerne redegjorde for deres resultater online 19. december i tidsskriftet Nature.

Originalartikel om WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




Forskning


Hvis Du Fløj Over Et Jordskælv, Ville Du Mærke Flyet Ryste?
Hvis Du Fløj Over Et Jordskælv, Ville Du Mærke Flyet Ryste?

Champ: America'S Loch Ness Monster
Champ: America'S Loch Ness Monster

Videnskab Nyheder


Mini-Brains Tillader Forskere At Studere Hjernesygdomme
Mini-Brains Tillader Forskere At Studere Hjernesygdomme

Top 5 Stærreste Meteoritter Du Kan Køb
Top 5 Stærreste Meteoritter Du Kan Køb

Hvorfor Nogle Mennesker Kan
Hvorfor Nogle Mennesker Kan "Høre" Stille Billeder

Dyr Uden Grænser: 'Open' Dolphin Society Discovered
Dyr Uden Grænser: 'Open' Dolphin Society Discovered

Superbug Forecast: Infektioner Vil Stige I Usa
Superbug Forecast: Infektioner Vil Stige I Usa


DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com