Physiker wiegen Antimaterie mit erstaunlicher Genauigkeit

Eine neue Messung bietet das genaue Gewicht noch von Antimaterie, die Masse des Antiprotons (Antiteilchen des Protons) bis zu einem Teil in 1 Milliarde, offenbart Forscher heute (Juli 28) bekannt.

Geben ein Gefühl wie genau deren Messung war, sagte Forscher Masaki Hori: "Imagine messen das Gewicht auf den Eiffelturm. Die Genauigkeit, die wir hier erreicht haben entspricht ungefähr machen diese Messung innerhalb von weniger als das Gewicht eines Sperlings an der Spitze thront. Das nächste Mal wird es eine Feder sein."

Das Ergebnis dieser Woche in der Zeitschrift Nature, detaillierte helfe Wissenschaftler erforschen das Geheimnis, warum das Universum der normalen Materie gemacht wird, obwohl sie etwa gleiche Teilen von Materie vermuten und Antimaterie waren um kurz nachdem das Universum entstanden. Trifft ein Teilchen, z. B. ein Proton, mit seinem Partner Antimaterie, das Antiproton vernichten die beiden einander in einer gewaltigen Explosion.

"Derzeit sind wir sehr weit von verstehen, was passiert mit der Antimaterie, die im gleichen Verhältnis, in dem Urknall Materie erstellt wurde", schrieb Physiker Mike Charlton, der Swansea University in Großbritannien, in einem begleitenden Natur-Artikel.

Das Experiment wurde in das Antiproton Decelerator am CERN, der Europäischen Teilchenphysiklabor in der Nähe von Genf, Schweiz, als Teil der Laborversuch Atomic Spectroscopy und Kollisionen mit Hilfe langsam Antiprotonen durchgeführt.

Die Maschine sendet Impulse von Antiprotonen etwa alle hundert Sekunden ins kalte Heliumgas. Während die meisten der Antiprotonen schnell mit regelmäßigen Materie vernichten, eine winzige Anzahl überleben durch die Kombination mit Helium, Form-Hybrid-Atome, die Materie und Antimaterie enthalten — antiprotonisches Helium. Das Antiproton tritt an die Stelle eines Elektrons in diese Hybriden, sitzen in einem Ort, der abgeschirmt ist der Helium-Kern (die normale Materie und das würde dazu führen, dass der beiden, zu vernichten).

Mit Laserstrahlen, um die Atome zu begeistern, dann können Wissenschaftler des Antiprotons, um ein neues Energieniveau springen erhalten, eine, die nicht mehr abgeschirmt vom Kern und – Bang! -Vernichtung. Die Wellenlänge des Lichts verwendet, um diesen Sprung zu zwingen kann in komplexen Gleichungen platziert werden, die die Masse von einem Antiproton, ein beispielloses Maß an Genauigkeit zu offenbaren. [Verdreht Physik: 7 mind-blowing Ergebnisse]

Jedoch kommt eine Quelle der Ungenauigkeit aus der Tatsache, der die Atome herum, wackeln, so dass die Bewegung in Richtung und Weg von den Strahl leicht unterschiedliche Frequenzen erleben. Ein ähnlicher Effekt, genannt den Doppler-Verschiebung bewirkt, dass die Sirene einen herannahenden Krankenwagen offenbar Tonhöhe ändern, wie es Ihnen geht.

In ihrer vorherigen Messung im Jahr 2006 das gleiche Team verwendet einen Laserstrahl, und die erzielbare Genauigkeit wurde durch diesen wackelnden Effekt dominiert. Diesmal benutzt sie zwei Balken bewegt sich in entgegengesetzte Richtungen, mit dem Ergebnis, das das Wackeln für die beiden Strahlen teilweise, heraus abgebrochen wurde. Das Ergebnis war eine vierfache Steigerung der Genauigkeit.

"Dies ist ein sehr zufriedenstellendes Ergebnis" sagte Masaki Hori, Projektleiter in der Antiproton-Zusammenarbeit, in einer Erklärung. "Es bedeutet, dass unsere Messung der Masse des Antiprotons bezogen auf das Elektron nun fast so genau wie die des Protons."

Diese Experimente Wissenschaftler wirklich in die richtige Richtung, um herauszufinden, das Rätsel der Antimaterie-Materie aufbrechen können, sagte Charlton.

"Es gibt einige unbekannte Asymmetrie integriert die Naturgesetze, die wir Physiker noch nicht in der Lage zu verstehen und zu lokalisieren haben," sagte Charlton LiveScience. "So Vergleiche so genau wie möglich, zwischen Materie und Antimaterie ist wichtig, denn es wird früher oder später etwas gefunden werden, in denen sie sich unterscheiden."

Er fügte hinzu: "Wir wissen nicht wirklich wo Sie [die Antwort] finden. "Wir haben keine theoretische Hinweise auf diese überhaupt." Trotzdem, das Ergebnis dieser Differenz, aber wahrscheinlich zu klein, werden "ist tief," sagte er.

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