Żyjemy we wszechświecie zbudowanym z materii. Fizycy chcą wiedzieć, dlaczego materia zastąpiła bliźniaczą antymaterię, aw tym tygodniu współpraca ALPHA w CERN zbliżyła się do wyjaśnienia tajemnicy.
ALPHA, międzynarodowy eksperyment współpracy ustanowiony w 2005 r., Został zaprojektowany w celu wychwytywania i pomiaru cząstek przeciwwodoru za pomocą specjalnie zaprojektowanego eksperymentu. Odbiera, gdzie zakończył się jej poprzednik ATHENA, poszukujący antymaterii. Koncentruje się na przeciwwodzie, ponieważ wodór jest najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem we wszechświecie, a jego struktura jest niezwykle dobrze znana naukowcom.
Każdy atom wodoru ma jeden elektron krążący wokół swojego jądra. Wystrzeliwanie światła na atomy wzbudza elektron, powodując, że przeskakuje on na orbitę dalej od jądra, zanim się rozluźni i powróci na swoją spoczynkową orbitę emitującą światło w tym procesie. Rozkład częstotliwości tego emitowanego światła jest znany; został dokładnie zmierzony i w naszym wszechświecie zbudowanym z materii jest unikalny dla wodoru.
Podstawowa fizyka mówi, że bliźniak antymaterii wodoru, przeciwwodnik, powinien być jednakowo rozpoznawalny dzięki identycznemu spektrum. To znaczy, jeśli wszystko, co wiemy o fizyce cząstek, jest prawidłowe. Przechwytywanie i mierzenie spektrum anty-wodoru jest głównym celem grupy ALPHA.
ALPHA wykonała pierwsze skromne pomiary antywodoru. W aparacie ALPHA przeciwwodnik jest uwięziony przez układ magnesów, które wpływają na pole magnetyczne atomów. Mikrofale dostrojone do określonej częstotliwości skierowanej na te atomy wodoru są odwracając ich orientację magnetyczną, uwalniając je. Uwolniony anty-wodór napotyka wodór, gdy wydostaje się, a oba unicestwiają się, pozostawiając dobrze znany wzór w detektorach cząstek otaczających aparat.
Aparat przechwycił dowody przeskakiwania elektronów w atomie przeciwwodnika po zmianie promieniowania wewnętrznego przez promieniowanie mikrofalowe. Wynik dodatkowo potwierdza zasadność podejścia ALPHA, pokazując, że aparat ma wystarczającą kontrolę i czułość, aby z powodzeniem przeprowadzić eksperyment, do którego został zaprojektowany. W przyszłości ALPHA skupi się na poprawie precyzji pomiarów mikrofalowych, aby odkryć spektrum antywodoru za pomocą laserów.
Ekscytujące wyniki były trudne do uzyskania, ponieważ przeciwwodnik nie istnieje w naturze. Jest wytwarzany w aparacie ALPHA z antyprotonów, które same są wytwarzane w zwalniaczu antyprotonów i pozytronów ze źródła radioaktywnego. I musi mieć wystarczająco niski poziom energii, aby pozostać uwięzionym podczas pomiarów. Ale to działa i może po prostu dać fizykom klucz, którego potrzebują, aby zrozumieć tajemnicę wczesnego wszechświata.
Źródło: CERN
