Natuurkundigen Wegen Antimaterie Met Verbazingwekkende Nauwkeurigheid

{h1}

Een nieuwe meting levert het meest nauwkeurige gewicht van antimaterie op en onthult de massa van de antiproton (het antideeltje van het proton) tot een deel in een miljard, melden onderzoekers.

Een nieuwe meting levert het meest nauwkeurige gewicht van antimaterie op en onthult de massa van de antiproton (het antideeltje van het proton) tot één deel in een miljard, aldus onderzoekers vandaag (28 juli).

Om een ​​idee te geven van hoe nauwkeurig hun meting was, zei onderzoeker Masaki Hori: "Stel je voor dat je het gewicht van de Eiffeltoren meet." De nauwkeurigheid die we hier hebben bereikt is ongeveer gelijk aan het meten van die maat tot minder dan het gewicht van een mus. zat er bovenop, de volgende keer is het een veertje. "

Het resultaat, deze week gedetailleerd beschreven in het tijdschrift Nature, kan wetenschappers helpen het mysterie te onderzoeken van waarom het universum gemaakt is van reguliere materie, hoewel ze vermoeden dat ongeveer gelijke delen van materie en antimaterie rond waren net nadat het universum was gevormd. Wanneer een deeltje, zoals een proton, zijn antimateriepartner ontmoet, de antiproton, vernietigen de twee elkaar in een krachtige explosie.

"Op dit moment zijn we nog lang niet begrepen wat er gebeurde met alle antimaterie die was gecreëerd in gelijke verhouding tot materie in de oerknal," schreef natuurkundige Mike Charlton van de Swansea University in het Verenigd Koninkrijk, in een begeleidend Nature-artikel.

Het experiment werd uitgevoerd in de antiprotonvertrager bij CERN, het Europese deeltjesfysica laboratorium nabij Genève, Zwitserland, als onderdeel van het laboratorium Atomic Spectroscopy And Collisions Using Slow Antiprotons experiment.

De machine stuurt ongeveer elke honderd seconden pulsen antiprotonen naar koud heliumgas. Terwijl de meeste antiprotonen snel vernietigen met reguliere materie, overleven een klein aantal door te combineren met helium om hybride atomen te vormen die materie en antimaterie bevatten - antiprotonisch helium. De antiproton neemt de plaats in van een elektron in deze hybriden, zittend op een plek die is afgeschermd van de heliumkern (wat een normale materie is en die de twee zou doen vernietigen).

Met behulp van laserstralen om de atomen te prikkelen, kunnen wetenschappers dan de antiproton krijgen om naar een nieuw energieniveau te springen, een die niet langer wordt afgeschermd van de kern en - Bang! - vernietiging. De golflengte van het licht dat wordt gebruikt om deze sprong te forceren, kan in complexe vergelijkingen worden geplaatst die de massa van een antiproton onthullen tot een ongekend niveau van nauwkeurigheid. [Twisted Physics: 7 Mind-Blowing Findings]

Een bron van onnauwkeurigheid komt echter voort uit het feit dat de atomen rond schommelen, zodat degenen die in de richting van en van de straal af bewegen, iets andere frequenties ervaren. Een soortgelijk effect, de Dopplerverschuiving genoemd, zorgt ervoor dat de sirene van een naderende ambulance blijkbaar van toon verandert wanneer deze je passeert.

Bij hun vorige meting in 2006 gebruikte hetzelfde team één laserstraal en de haalbare nauwkeurigheid werd gedomineerd door dit schokkerige effect. Dit keer gebruikten ze twee bundels die in tegengestelde richting bewegen, met als gevolg dat de beweging voor de twee bundels gedeeltelijk teniet werd gedaan. Het resultaat was een viervoudige toename in nauwkeurigheid.

"Dit is een zeer bevredigend resultaat," zei Masaki Hori, een projectleider in de antiproton-samenwerking, in een verklaring. "Het betekent dat onze meting van de massa van de antiproton ten opzichte van het elektron nu bijna net zo nauwkeurig is als die van het proton."

Deze experimenten kunnen wetenschappers echt in de goede richting leiden om het antimaterie-kwestie raadsel uit te vinden, zei Charlton.

"Er is een onbekende asymmetrie ingebouwd in de natuurwetten, die wij natuurkundigen nog niet hebben kunnen begrijpen en aanwijzen," vertelde Charlton aan WordsSideKick.com. "Dus het is belangrijk om vergelijkingen zo nauwkeurig mogelijk te maken tussen materie en antimaterie, omdat er vroeg of laat iets zal zijn dat anders is."

Hij voegde eraan toe: "We weten eigenlijk niet waar we moeten kijken [voor het antwoord]. We hebben hier geen theoretische begeleiding over." Maar toch, het resultaat van dat verschil, hoewel waarschijnlijk klein, "is diepgaand," zei hij.

Volg WordsSideKick.com voor het laatste nieuws over wetenschap en ontdekkingen op Twitter @wordssidekick en verder Facebook.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com