За първи път е създаден атом, съдържащ 50% антиматерия, чрез забавяне (видео)

Използвайки позитроний, изследователите искат да направят антиводород и това може да е само началото

Ваня Милева Последна промяна на 25 февруари 2024 в 11:42 4253 0

Художествено изображение на позитроний, състоящ се от електрон и позитрон.

Кредит CERN

Илюстрация на позитроний, състоящ се от електрон и позитрон.

Учени от експеримента AEgIS в Европейската организация за ядрени изследвания (ЦЕРН) са успели да забавят позитроний с помощта на широколентови лазери, се казва в съобщение за пресата. Това е първата стъпка към по-доброто опознаване на позитрония и антиматерията.

В статия, публикувана наскоро в Physical Review Letters, учените, работещи с AEgIS съобщават за експериментално пробив, който ще проправи пътя за цял нов набор от изследвания на антиматерията, включително перспективата за производство на гама-лъчев лазер това ще позволи на изследователите да погледнат вътре в атомното ядро ​​и приложения извън физиката.

Ние и светът около нас сме изградени от материя. Антиматерията също е била създадена в равни количества при раждането на Вселената, но сега се среща в много малки количества в космоса.

Учените се опитват да разберат защо антиматерията днес е в сегашното си положение и дали материята също ще бъде сполетяна от подобна съдба. Това също така ще ни помогне да проследим произхода на нашата Вселена. Позитроният се състои от 50% материя и 50% антиматерия, което го прави идеална схема за научни изследвания. Но той е изключително рядък и труден за намиране. Затова изследователите търсят начини да го задържат.

Какво е това позитроний?

Водородът е най-простата атомна структура, позната в света на материята. Тя се състои от протон и електрон, който се върти около него в орбита. При антиматерията позитроният е най-простата известна атомна структура. Макар че има електрон в орбита, той има и положително заредена частица или позитрон, заемащ същата орбита.

Изследователският екип на AEgIS работи по създаването на антиводород, аналог на водорода от антиматерия, а позитроният е негов изходен материал. Чрез изпращане на позитроний в облак от антипротони екипът е уверен, че позитроният ще предаде своя позитрон на антипротон и ще образува антиводород.

Изследователите от Инсталацията за антиматерия в ЦЕРН могат да направят както позитроний, така и антипротони. Позитроният обаче има много кратък живот. Той се самоунищожава в гама-лъчи за 142 милиардни части от секундата. За да си осигурят достатъчно време за изучаване на позитрония, учените се опитват да го уловят, като го охладят от състоянието му на висока скорост. Това се прави с помощта на лазери.

Инсталацията, използвана от екипа на AEgIS за лазерно охлаждане на позитроний. Кредит: CERN

Изстудяване на позитрония

Използвайки лазерно охлаждане, изследователите от AEgIS са успели да намалят наполовина температурата на пробите от позитроний от 380 градуса по Келвин (100 градуса по Целзий) до 170 градуса по Келвин (-103 градуса по Целзий). Все пак има още много да се постигне, тъй като екипът има за цел да преодолее бариерата от 10 градуса по Келвин (-263 градуса по Целзий), се допълва в прессъобщението.

Лазерно охлаждане е било използвано за охлаждане на атоми антиматерия и преди това. При експерименти, проведени преди три години, учените са използвали теснолентов лазер, който излъчва светлина в малък честотен диапазон. Този път вместо това изследователите са използвали широколентов лазер, за да позволят охлаждането на голяма част от пробата от позитроний. Освен това охлаждането е постигнато без външно електрическо или магнитно поле, което улеснява възпроизвеждането на резултатите без сложна експериментална установка.

Това изследване е интересно, защото проправя пътя към бъдещи приложения. Когато позитронът и електронът се комбинират, те освобождават огромни количества енергия, която може да се използва за медицински изображения, лечение на рак и дори за захранване на космически кораби със скорост, близка до тази на светлината, се казва в репортажа на BBC News.

Справка: Positronium Laser Cooling via the 13S − 23P Transition with a Broadband Laser Pulse. L. T. Glöggler et al. (AEḡIS Collaboration) Phys. Rev. Lett. 132, 083402 – Published 22 February 2024. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.083402 

Източник: AEgIS experiment paves the way for new set of antimatter studies by laser-cooling positronium, CERN

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !