Antimaterie Atoom Voor De Eerste Keer Gemeten

{h1}

Antihydrogen, de antimateriepartner van waterstof, is gemeten bij cern.

Wetenschappers hebben de allereerste meting van een atoom gemaakt van antimaterie uitgevoerd.

Deze meting, hoewel niet erg precies, is een eerste stap in de studie van antimaterie-atomen in detail - een doel dat nodig is om te begrijpen waarom het universum is gemaakt van materie en niet van antimaterie, de mysterieuze broer of zus.

Van alle deeltjes materie wordt gedacht dat ze antimateriepartners hebben met dezelfde massa maar tegengestelde lading. Wanneer deze paren elkaar ontmoeten, vernietigen ze elkaar om pure energie te worden.

Wetenschappers denken dat het universum gelijke delen van materie en antimaterie bevat net na de oerknal, waarvan wordt aangenomen dat alles 13,7 miljard jaar geleden is begonnen. Maar al snel verwoestten de meeste materie en antimaterie elkaar, waardoor een licht overschot aan materie achterbleef dat de sterren en sterrenstelsels die vandaag de dag bestaan.

Waarom de materie won dit kosmische duel is een mysterie.

Het ALPHA-experiment in het fysica-laboratorium CERN in Genève, Zwitserland, legt exotische antimaterie vast en bestudeert hoe het verschilt van materie.

Het ALPHA-experiment in het fysica-laboratorium CERN in Genève, Zwitserland, legt exotische antimaterie vast en bestudeert hoe het verschilt van materie.

Credit: CERN

Antimatter-val

In een eerdere studie slaagden natuurkundigen in het Zwitserse CERN-laboratorium erin om anti-waterstofatomen gedurende enkele minuten op te sluiten door magnetische velden te gebruiken om ze op één plek op te hangen.

Een anti-waterstofatoom is het analogon van waterstof, het eenvoudigste atoom onder de elementen. Waar waterstof één proton en één elektron bevat, bestaat anti-waterstof uit één antiproton en één positron (de antimateriepartner van het elektron). [Wacky Physics: de coolste kleine deeltjes in de natuur]

In het nieuwe onderzoek ontdekten natuurkundigen dat ze microgolflicht met een specifieke frequentie konden laten stralen bij een anti-waterstofatoom, waarbij het zijn draaiing draaide. Dit zorgt ervoor dat de magnetische oriëntatie van het deeltje verandert en de magnetische valstrik die het vasthoudt niet meer werkt. Het antiatomisme is vrij om weg te vliegen en de muren van zijn val te raken, die gemaakt zijn van materie. Wanneer het botst met een atoom in de muur, wordt het antiatom vernietigd samen met het atoom, waardoor een handtekening wordt gecreëerd die de natuurkundigen kunnen detecteren.

"We hebben een meting gedaan," zei Jeffrey Hangst van de Aarhus University in Denemarken, woordvoerder van het ALPHA-experiment van het CERN-laboratorium. "Precisiegewijs, het concurreert niet met materie, maar het is de enige die ooit is uitgevoerd op antimaterie."

Het experiment bewijst dat het mogelijk is om de interne eigenschappen van een antiatom te veranderen door er een licht op te schijnen. Dit is de eerste stap naar het toepassen van een gedetailleerde meetmethode die spectroscopie wordt genoemd, waarbij het licht wordt afgestemd op een zeer specifieke frequentie, zodat het het positon van het antiatomum kan prikkelen tot een hoger energieniveau of in een baan. Nadat het opgewonden positron naar een hogere baan springt, zal het terugvallen en de extra energie als licht afgeven, en wetenschappers zullen de frequentie van het licht meten.

Antimaterie-spectrum

"We zijn nu bezig antimaterie-spectroscopie te doen", vertelde Hangst aan WordsSideKick.com. "Nu gaan we gewoon verder om het steeds nauwkeuriger te maken."

De beste huidige theorie van deeltjesfysica wordt het standaardmodel genoemd en het voorspelt een identiek spectrum van waterstof en anti-waterstof. Wetenschappers moeten het ware spectrum van antiwaterstof precies meten om de twee te vergelijken en deze theorie te testen.

"We zijn op zoek naar zeer kleine veranderingen die zich in verschillende nieuwe fysica tussen de twee manifesteren," zei Hangst.

Als ze ze vinden, zijn ze mogelijk dichter bij het oplossen van een van de ultieme kosmische problemen.

'We weten dat we iets missen,' zei Hangst. 'We weten dat we niet alles over antimaterie begrijpen, omdat we niet kunnen uitleggen wat er met de oerknal is gebeurd.'

De beste schatting van natuurkundigen is dat de twee deeltjes zich enigszins anders gedragen, bijvoorbeeld door op verschillende snelheden te vervallen.

De onderzoekers rapporteerden hun bevindingen vandaag online (7 maart) in het tijdschrift Nature.

Je kunt WordsSideKick.com senior schrijver Clara Moskowitz volgen op Twitter @ClaraMoskowitz. Voor meer wetenschapsnieuws, volg WordsSideKick.com op twitter @wordssidekick.


Video Supplement: LHCb - The Beauty Experiment.




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

© 2005–2019 WordsSideKick.com