Антиматерія під контролем
Фізики з Північно-Західного університету (США) вперше утримали окремий позитрон у контрольованому квантовому стані протягом кількох місяців, створивши однопозитронний квантовий циклотрон. Це відкриття дозволить надточно порівняти властивості матерії та антиматерії, а також перевірити фундаментальні симетрії фізики. Дослідження також сприятиме пошуку відмінностей між електроном і позитроном, що може свідчити про недосконалість Стандартної моделі фізики.
Позитрон, античастинка електрона, був утриманий у спеціально створеній пастці з електричними та магнітними полями, що заважають частинці торкатися стінок пристрою. Позитрони отримували внаслідок радіоактивного розпаду ядер натрію-22. Для утримання позитрона пастку охолоджували до приблизно 0,3 кельвіна (−272,85 °C). При такій температурі позитрон перейшов у квантовий основний стан і залишався в ньому протягом кількох місяців.
Експериментальні результати
Команда, очолювана професором Джеральдом Габріельсом, використовувала мікрохвилі для керування енергетичними станами позитрона. Важливо зазначити, що раніше ця ж команда виміряла магнітний момент електрона з точністю приблизно до однієї частини на 10 трильйонів. Стандартна модель фізики, яка описує фундаментальні частинки та три з чотирьох відомих фундаментальних взаємодій, передбачає, що електрон і позитрон є дзеркальними аналогами. Проте вона не пояснює, чому у Всесвіті більше матерії, ніж антиматерії.
Згідно з сучасними уявленнями, Великий вибух породив приблизно однакову кількість матерії та антиматерії. Якби матерія та антиматерія існували в рівних кількостях і повністю анігілювали, утворення нинішнього Всесвіту було б важко пояснити. Нинішня робота створює експериментальну основу для майбутніх надточних вимірювань магнітних властивостей позитрона.
“Якщо магнітні властивості електрона й позитрона виявляться неоднаковими, це стане дуже важливим відкриттям.”
Професор Джеральд Габріельс
Таким чином, результати дослідження, опубліковані в журналі Physical Review Letters, можуть суттєво вплинути на наше розуміння фундаментальних законів фізики та природи Всесвіту.
Це дослідження є важливим кроком у вивченні антиматерії та її властивостей, які можуть допомогти розкрити таємниці, пов'язані з виникненням матерії у Всесвіті. Подальші експерименти на основі цих результатів можуть внести значний внесок у розвиток сучасної фізики та, можливо, змінити наше розуміння фундаментальних принципів, які керують Всесвітом.
Завдяки новим відкриттям у фізиці, зокрема утриманню позитрона в квантовому стані, вчені отримують можливість глибше дослідити та зрозуміти питання переваги матерії над антиматерією, яке залишається невирішеним. Це відкриття може стати важливим кроком до пояснення, чому у Всесвіті переважає матерія. Дізнайтеся більше про нові теорії про матерії та антиматерії.