Kältesten Antimaterie ist noch Ziel der neuen Technik

Wissenschaftler haben eine neue Methode der Antimaterie machen es einfacher als je zuvor zu experimentieren, auf Abkühlung entwickelt.

Die neue Technik könnte dazu beitragen, dass die Wissenschaftler erforschen die Geheimnisse der Antimaterie, unter anderem, warum es so selten ist, im Vergleich mit Materie im Universum.

Jedes Materieteilchen hat einen Antimaterie-Partner-Teilchen mit entgegengesetzter Ladung – zum Beispiel das Antimaterie Gegenstück eines Elektrons ist Positron. Wenn Materie und Antimaterie gerecht zu werden, vernichten sie einander.

Die neue Technik konzentriert sich auf Antiwasserstoff-Atome, die ein Positron und ein Antiproton enthalten (regelmäßige Wasserstoff enthält ein Elektron und ein Proton). Die ersten Experimente an Antiwasserstoff-Atome waren gerade letztes Jahr durchgeführt. [Verrückte Physik: die coolsten kleine Partikel in der Natur]

"Das ultimative Ziel von Antiwasserstoff Experimenten ist, dessen Eigenschaften denen von Wasserstoff zu vergleichen", sagte Physiker Francis Robicheaux der Auburn University in Alabama in einer Erklärung. "Kalten Antiwasserstoff wird ein wichtiger Schritt zur Erreichung dieses Ziels sein."

Deshalb, weil Antiwasserstoff-Atome sind in der Regel relativ heiß und voller Energie, die ihre Eigenschaften gemessen verzerren können.

Robicheaux ist Co-Autor des Papiers beschreibt die neuen Kühlmethode veröffentlicht heute (6 Januar) im Journal von Physik B: Atomic, molekulare und optische Physik.

Die neue Technik setzt auf mittels Laserstrahlen Präzision Antiwasserstoff-Atome "Kick", klopfen locker ein bisschen Energie von ihnen und sie abkühlen. Der Prozess sollte Antiwasserstoff-Atome zu 25 Mal kälter als je zuvor Temperaturen abkühlen können.

"Durch die Reduzierung der Antiwasserstoff-Energie, es sollte möglich sein, präzisere Messungen aller seiner Parameter durchzuführen", sagte Robicheaux. "Unsere vorgeschlagene Methode konnte die mittlere Energie der eingeschlossenen Antiwasserstoff um einen Faktor von mehr als 10 reduzieren."

Aber um abzukühlen Antimaterie Wissenschaftler müssen zuerst fangen. Dies ist schwierig, weil Antimaterie Partikel zerstört werden würde, wenn sie Wände aus der Materie berührt. So verwenden die Forscher komplizierte Systeme von Magnetfeldern Antimaterie enthalten.

Zusätzlich zur Herstellung Antiwasserstoff einfacher zu studieren, die neue Kühltechnik schaffte es länger im fallen. Im Jahr 2011, Wissenschaftler an der Europäischen Physiklabor CERN gefangen Antimaterie eine erstaunlich lange 16 Minuten Rekord einen.

"Was auch immer die Prozesse sind mit langsamer Bewegung und mehr tief gefangen, Antiwasserstoff die Verlustrate zu verringern sollten," sagte Robicheaux.

Die Forscher haben Sie nicht versucht, die neue Taktik, noch auf die tatsächliche Antimaterie-Atome, aber sie verwendet Computersimulationen zeigen, dass es möglich ist. Ihren Berechnungen zufolge die Partikel um rund 20 Standardlaboratorien abgekühlt werden können. im Gegensatz dazu haben die meisten eingeschlossenen Antiwasserstoff-Atome Temperaturen von bis zu 500 Standardlaboratorien.

"Es ist nicht trivial, um die notwendige Menge von Laserlicht bei einer bestimmten Wellenlänge zu machen", sagte Robicheaux. "Sogar nachdem Sie das Licht haben, wird es schwierig, es mit einem Antiwasserstoff-Trapping-Experiment mesh sein. Auf diese Weise die Berechnungen, haben wir gezeigt, dass sich dieser Aufwand lohnt."

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