Fällt Antimaterie nach oben oder unten? Neues Gerät sagen kann
Das Geheimnis der ob Antimaterie nach oben oder nach unten fällt mit ein neues Experiment Sache merkwürdig Cousin wiegen gelöst werden könnte, sagen Forscher.
Antimaterie ist identisch mit normaler Materie in mancher Hinsicht aber das genaue Gegenteil in anderen. Zum Beispiel obwohl Antiprotons die gleiche Masse wie sein Pendant das Proton hat, ist es negativ statt geladen positiv geladen.
Wenn ein Teilchen ihre Antiteilchen trifft, vernichten sie einander, verströmt einen Ausbruch von Energie – ein Beweis für Einsteins berühmte Gleichung E = mc2, die offenbart, Masse und Energie umgewandelt werden kann. Ein Gramm Antimaterie zu vernichten, die ein Gramm der Materie über zweimal die Energie als die Atombombe freigeben würde fiel auf Hiroshima. (Keine Angst vor Antimaterie Bomben jederzeit schnell aufspringen – Forscher sind sehr weit von überall in der Nähe ein Gramm Antimaterie erstellen.)
Wissenschaftler haben lange gefragt, ob Antimaterie fällt, reagiert die gleiche Weise die Schwerkraft als gewöhnliche Materie. Physiker sind in der Regel davon ausgegangen, es tut, aber viele haben einen offenen Geist zu ANTIMATTERs Verhalten gehalten, da viel davon ein Rätsel bleibt. [6 weird Facts über die Schwerkraft]
"Wir nicht wirklich verstehen Antimaterie," sagte Studienautor Holger Müller, ein Physiker an der University of California in Berkeley, Leben-Wissenschaft. "Zum Beispiel deuten die Grundgesetze der Physik sollte gleiche Mengen von Materie und Antimaterie im Universum, aber unsere Beobachtungen, die uns sagen, gibt es weit mehr Materie als Antimaterie im Universum, und es gibt keine vereinbarte Erklärung dafür."
Darüber hinaus gibt es viel über die Schwerkraft, die nach wie vor ungewiss. Zum Beispiel Astronomen betrachten wie Galaxien drehen entdeckt gibt es weit mehr Schwerkraft halten sie zusammen, als es sein sollte, "die wird in der Regel die Schwerkraft aus dunkler Materie zugeschrieben, aber niemand weiß, was das heißt," erklärt Müller.
Direkte Beweise für ob Antimaterie nach unten fällt bleibt schwierig, experimentell zu sammeln. Antimaterie ist selten und vernichtet, kommt es in Kontakt mit regelmäßigen Angelegenheit.
"Die Kombination aus Antimaterie und Schwerkraft nie direkt experimentell vor getestet wurde,", sagte Müller. "Es gibt indirekte Beobachtungen, die anderen erhalten haben, aber sehr einfache Experiment ein Stück von Antimaterie Tropfen lassen und sehen, was passiert ist nie geschehen."
Jetzt Forscher vorgeschlagen haben, könnte ein Gerät, was sie vorschlagen helfen, lösen das Geheimnis der ob Antimaterie nach oben oder nach unten fällt.
"Wir verstehen nicht 100 Prozent über Antimaterie, und das gleiche gilt für die Funktionsweise von Schwerkraft, also schaut sie in Kombination scheint ein guter Ort, um eine neue Entdeckung in der Physik zu suchen", sagte Müller.
Das Gerät, ein Licht-Puls Atom-Interferometer, konnte das Verhalten der Partikel messen – Atome, Elektronen und Protonen sowie ihre Antimaterie Gegenstücke. Es funktioniert durch das Studium der kalten Partikel — diejenigen zu einem gewissen Grad über die kälteste Temperatur, absoluten Nullpunkt abgekühlt.
Bei solchen kalten Temperaturen sehen Wissenschaftler Teilchen verhält sich viel, wie die Wellen plätschern oben und unten innerhalb einer Kammer. Indem Sie analysieren, wie diese "Materiewellen" sich gegenseitig stören, können die Forscher der Schwerkraft erleben jedes Teilchen unterscheiden.
Müller und seine Colleaguesare arbeiten, um ihr Gerät zu konstruieren und integrieren Sie das ALPHA-Experiment am CERN-Physik-Labor in Genf, die macht, fängt und Studien Atome von Anti-Wasserstoff, der Antimaterie Gegenstücke des einfachsten Atoms, Wasserstoff.
"Derzeit die Produktionsrate von Anti-Wasserstoff am CERN vier Atome pro Stunde oder ein Atom alle 15 Minuten", sagte Müller. "Diese Produktionsrate derzeit nachhaltig 24-7, kann nicht so 300 Anti-Wasserstoff-Atome einen Monat oder so alles, was, denen wir jetzt hoffen können."
Da die Forscher sehr wenige Anti-Wasserstoff-Atome für Experimente haben, recycelt"ihre System im Wesentlichen" jedes Atom. Magnetfelder fangen die Atome, damit das Gerät möglicherweise die Art und Weise messen kann, die jedes Atom verhält sich mehrere Male.
"Wir müssen ein Signal aus jedem einzelnen Atom zu bekommen – wir nicht leisten, einen einzigen verlieren" Müller sagte.
Die Wissenschaftler erwarten, dass ihr System erreicht eine anfängliche Genauigkeit von besser als 1 % zur Messung wie Anti-Wasserstoff fällt, und sie stellten fest, dass sie schließlich diese Genauigkeit 10,000-fold verbessern konnten.
Die Wissenschaftler ihre Ergebnisse detailliert Online-März 25 in der Fachzeitschrift Physical Review Letters.
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