Фізики з CERN розробили нову пастку для антиматерії, якій потрібні секунди для охолодження зразків, а не годинник. Нововведення дозволить дізнатися більше про одне з найзагадковіших явищ Всесвіту – баріонів асиметрії.
Антиречовина – це свого роду «злий близнюк» звичайної матерії, яка домінує в навколишньому світі. Основна відмінність між ними полягає в знаку заряду частинок. Це невелике розходження має важливе значення – якщо частки матерії і антиматерії коли-небудь зустрінуться, вони знищать один одного в результаті процесу анігіляції й перетворяться у кванти високоенергетичного випромінювання.
На щастя для нас, антиречовини сьогодні вкрай рідко зустрічається у Всесвіті, але вчені не впевнені, чому так відбувається. Згідно зі Стандартною моделлю, в результаті Великого Вибуху повинна було виникнути рівна кількість матерії й антиматерії, які потім повинні були зіткнутися і знищити велику частину вмісту Всесвіту ще до того, як вона утворилася. Той факт, що ми зараз тут, щоб піддати це сумніву, показує, що цього не сталося. Відповідь на питання «чому?» залишається дотепер невідомою.
Щоб розв’язувати цю проблему, дослідникам потрібно вивчати антиматерію. Але робити це не так-то просто, адже все навколо складається зі звичайних частинок і античастинки будуть просто знищуватися при зіткненні з ними. Тому фізики придумали спеціальні пастки, які утримують античастинки й не дають їм зіткнутися зі звичайною речовиною. Фізики з CERN тепер створили нову версію цих пасток для охолодження антиречовини, яка збільшує обсяг частинок, які можна використовувати в експерименті, і підвищує точність вимірювань.
- Імунні клітини виявилися здатні протистояти позаземним мікробам
- Положення центру ваги Сонячної системи встановлено з точністю до 100 метрів
- Загадковий об’єкт у глибокому космосі викликає питання у дослідників
Ключовий елемент пасток для антиречовини – лазери, які охолоджують цю матерію. Однак пряме лазерне охолодження не особливо ефективне і не дозволяє швидко знизити температуру античастинок. У новій роботі вчені запропонували охолоджувати зразки побічно за допомогою лазерного охолодження прилеглих іонів, які потім поглинають тепло частинок антиматерії. Але тут виникла інша проблема: помістити матерію й антиматерію в одну місткість не представлялося можливим.
Тому у своїй роботі фізики з’єднали дві пастки з надпровідною резонансним електричним колом. Одна пастка містила хмара іонів берилію, в той час, як в іншій знаходився один Антипротон. Коли берилій охолоджується лазером, енергія передається від антипротона по контуру до іонів, таким чином охолоджуючи його. За словами авторів, такий метод дозволяє охолодити антиматерію до нижчих температур, ніж зазвичай, і за коротший час – тепер замість годин для цього потрібні секунди.
Стаття опублікована в журналі Nature.
Натхнення: www.popmech.ru