CERN-მა ანტიწყალბადის თვისება ასჯერ მეტი სიზუსტით გაზომა

CERN-ის ALPHA ექსპერიმენტმა ანტიწყალბადის გაზომვაში ასჯერ უკეთეს შედეგს მიაღწია

CERN-ის ALPHA ექსპერიმენტის მკვლევარებმა ანტიწყალბადის ფუნდამენტური თვისება 4 მილიონში სიზუსტით გაზომეს, რაც წინა შედეგთან შედარებით ორი რიგით უკეთესი მაჩვენებელია. 27 მაისს ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნებული ეს აღმოჩენა მეცნიერებს უფრო აახლოებს იმის გაგებასთან, ემორჩილება თუ არა ანტიმატერია ფიზიკის იმავე კანონებს, რასაც ჩვეულებრივი მატერია.nature

წყალბადის სარკისებური ანარეკლის კვლევა

ALPHA-ს კოლაბორაციამ გაზომა ანტიწყალბადის ძირითადი მდგომარეობის ჰიპერწვრილი გაყოფა — ატომის ყველაზე დაბალი ენერგეტიკული დონის მცირე დაყოფა, რომელიც გამოწვეულია ანტიპროტონსა და პოზიტრონს შორის მაგნიტური ურთიერთქმედებით. ჩვეულებრივ წყალბადში ეს გაყოფა წარმოშობს 21-სანტიმეტრიან სპექტრულ ხაზს, რომელსაც რადიო ასტრონომები და არამიწიერი ცივილიზაციების მაძიებელი მეცნიერები იყენებენ.home

„როდესაც 1990-იან წლებში ანტიმატერიის ქარხნის იდეა გაჩნდა, ანტიწყალბადის ჰიპერწვრილი გაყოფა იყო გაზომვის ერთ-ერთი მთავარი სამიზნე, რაც ამ დაწესებულების მშენებლობას გაამართლებდა“, — განაცხადა ALPHA ექსპერიმენტის სპიკერმა Jeffrey Hangst-მა.home

ამ გაზომვის წყალბადის ვერსია დადგენილია ტრილიონში ერთზე ნაკლები სიზუსტით, რაც მას ფიზიკაში ერთ-ერთ ყველაზე ზუსტად ცნობილ სიდიდედ აქცევს. თუმცა, ანტიწყალბადი უკიდურეს გამოწვევას წარმოადგენს: ატომები ჩვეულებრივ მატერიასთან შეხებისას ანადგურებენ ერთმანეთს, ამიტომ ისინი ფრთხილად უნდა იქნას წარმოებული და მაგნიტურ ხაფანგებში შეჩერებული.home

2017 წელს ALPHA-ს გუნდმა პირველად დააკვირდა ანტიწყალბადის ჰიპერწვრილ გაყოფას დაახლოებით 400 მილიონში სიზუსტით. ახალი შედეგი ამ გაურკვევლობას 100-ჯერ ამცირებს და 4 მილიონში სიზუსტეს აღწევს — რაც საკმარისად ზუსტია იმისთვის, რომ დაიწყოს ანტიწყალბადის გულში არსებული ანტიპროტონის შიდა სტრუქტურის შესწავლა.physicsworld

გარღვევა ანტიმატერიის წარმოებაში

სიზუსტის ეს ნახტომი ნაწილობრივ შესაძლებელი გახდა იმ ტექნიკით, რომელიც გასულ წელს Nature Communications-ში გამოქვეყნდა, სადაც ALPHA-ს გუნდმა ლაზერით გაგრილებული ბერილიუმის იონები გამოიყენა პოზიტრონების დაახლოებით 10 კელვინამდე გასაგრილებლად. უფრო ცივმა პოზიტრონებმა მკვეთრად გაზარდა ანტიწყალბადის შექმნისა და დაჭერის ეფექტურობა, რამაც კოლაბორაციას საშუალება მისცა შვიდ საათზე ნაკლებ დროში 15 000-ზე მეტი ანტიწყალბადის ატომი დაეგროვებინა — რაც 24 საათში 2 000 ატომის წინა რეკორდზე ოცჯერ უკეთესი მაჩვენებელია.home

„ეს ციფრები 10 წლის წინ სამეცნიერო ფანტასტიკად ჩაითვლებოდა“, — თქვა Hangst-მა, როდესაც წარმოების ტექნიკა გამოცხადდა.home

რა იქნება შემდეგი

სიზუსტის ამ დონეზე, ანტიწყალბადის გაზომვა შეესაბამება წყალბადის მაჩვენებელს, რაც ადასტურებს ნაწილაკების ფიზიკის სტანდარტული მოდელით ნაწინასწარმეტყველებ მუხტ-სივრცულ-დროით (CPT) სიმეტრიას. შედეგი ასევე გზას უხსნის კვანტური ელექტროდინამიკის ახალ, მკაცრ ტესტებს, თეორიისა, რომელიც აღწერს დამუხტულ ნაწილაკებსა და სინათლეს შორის ურთიერთქმედებას.home

Hangst-მა აღნიშნა, რომ CERN-ის ანტიმატერიის ქარხანაში არსებული კიდევ ერთი კოლაბორაცია, ASACUSA ექსპერიმენტი, ასევე მუშაობს იმავე გადასვლის შესასწავლად სხივზე დაფუძნებული ტექნიკის გამოყენებით, რამაც შესაძლოა საბოლოოდ კიდევ უფრო მაღალ სიზუსტეს მიაღწიოს.home