Antimaterie-Atom zum ersten Mal gemessen

Wissenschaftler haben genommen die erste Messung eines Atoms von Antimaterie vorgenommen.

Diese Messung, aber nicht sehr präzise, ist ein erster Schritt auf dem Weg zu Antimaterie-Atome im Detail studieren zu können – ein Ziel für Verständnis, warum das Universum besteht aus Materie und keine Antimaterie, seine geheimnisvolle Geschwister, notwendig.

Alle Teilchen der Materie werden gedacht, um Antimaterie Partner bei gleicher Masse aber entgegengesetzte Ladung haben. Wenn diese Paare treffen, vernichten sie einander um reine Energie zu werden.

Wissenschaftler glauben, das Universum enthalten gleiche Teile von Materie und Antimaterie kurz nach dem Urknall, die geglaubt wird, um alles vor 13,7 Milliarden Jahren begonnen haben. Aber schon sehr früh von Materie und Antimaterie zerstört, hinterlässt einen leichten Überschuss von Materie, die wurde die Sterne und Galaxien, die heute existieren.

Warum Frage diesem kosmischen gewann ist Duell ein Rätsel.

Antimaterie-Falle

In einer früheren Studie Physiker am CERN-Labor der Schweiz gelungen, trapping Antiwasserstoff-Atome minutenlang mithilfe von Magnetfeldern um zu halten, an einer Stelle unterbrochen.

Ein Antiwasserstoff-Atom ist Analog der Wasserstoff, das einfachste Atom unter den Elementen. Wasserstoff ein Proton und ein Elektron enthält, besteht aus einem Antiproton und einem Positron (der Antimaterie-Partner des Elektrons) Antiwasserstoff. [Verrückte Physik: die coolsten kleine Partikel in der Natur]

In der neuen Forschung fanden Physiker sie Mikrowelle Licht einer bestimmten Frequenz in einem Antiwasserstoff-Atom Strahlen könnte spiegeln seinen Spin. Dies bewirkt, dass das Teilchen magnetische Ausrichtung zu ändern, und die magnetischen Falle, die es statt funktioniert nicht mehr. Die entschiede ist frei zu fliegen und schlagen den Wänden dieser Falle, die aus Materie bestehen. Wenn es mit einem Atom in der Wand kollidiert, ist das entschiede vernichtet, zusammen mit dem Atom, erstellen eine Signatur, die die Physiker in der Lage, zu erkennen sind.

"Wir haben eine Messung gemacht", sagte Jeffrey Hangst der dänischen Universität Aarhus, Sprecher der CERN-Labor-ALPHA-Experiment. "Precision-wise, es nicht mit Materie konkurrieren, aber es ist das einzige, das bisher auf Antimaterie getan."

Das Experiment beweist, dass es möglich ist, eine entschiede interne Eigenschaften ändern, indem ein Licht beschienen. Dies ist der erste Schritt zur Anwendung einer detaillierte Methode der Messung genannt-Spektroskopie, die beinhaltet das Licht auf eine ganz bestimmte Frequenz tuning, so dass es die entschiede Positron auf ein höheres Energieniveau oder Orbit begeistern kann. Nach das aufgeregte Positron auf eine höhere Umlaufbahn springt, es wieder fallen und die überschüssige Energie als Licht emittieren, und Wissenschaftler misst das Licht-Frequenz.

Antimaterie-Spektrum

"Wir sind jetzt in das Geschäft der Antimaterie-Spektroskopie zu tun," sagte Hangst LiveScience. "Nun schieb mir wir gerade nach vorne um zu machen, mehr und mehr genau."

Die beste aktuelle Theorie der Teilchenphysik nennt man das Standard-Modell, und es sagt eine identische Spektrum von Wasserstoff und Antiwasserstoff. Wissenschaftler müssen genau messen die wahre Spektrum an Antiwasserstoff vergleichen und testen diese Theorie.

"Wir suchen für sehr kleine Änderungen, die in verschiedenen neuen Physik zwischen den beiden manifestieren", sagte Hangst.

Wenn sie sie finden, können sie näher an eines der ultimativen kosmischen Dilemma zu lösen sein.

"Wir wissen, dass es etwas wir verpasst," sagte Hangst." "Wir wissen, dass wir nicht alles über Antimaterie verstehen, weil wir nicht erklären können, was nach dem Urknall passiert ist."

Physiker beste Vermutung ist, dass die beiden Teilchen verhalten sich etwas anders beispielsweise von verfallenden mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten.

Ihre Ergebnisse berichten die Forscher heute online (7. März) in der Zeitschrift Nature.

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