Ми живемо у Всесвіті, складеному з матерії. Фізики хочуть дізнатись, чому матерія замінила свою близнюку антиматерії, і на цьому тижні співпраця ALPHA у ЦЕРН наступила на крок ближче до розгадки таємниці.
Міжнародний експеримент спільної роботи ALPHA, створений у 2005 році, був розроблений для захоплення та вимірювання частинок антиводню за допомогою спеціально розробленого експерименту. Він підбирає місце, де його попередник, що шукав антиматерію, ATHENA. Основна увага приділяється антигидрогену, оскільки водень - найпоширеніший елемент у Всесвіті, а його структура надзвичайно добре відома вченим.
Кожен атом водню має один електрон, що обертається навколо його ядра. Світло, що розпалює атоми, збуджує електрон, викликаючи його стрибок на орбіту далі від ядра до того, як він розслабиться і повернеться до своєї спокою орбіти, що випромінює світло в процесі. Відомо поширення частоти цього випромінюваного світла; вона була точно виміряна і, у нашому Всесвіті, виготовлена з речовини, унікальна для водню.
Основна фізика диктує, що водневий антиматеріальний близнюк, антигідроген, слід однаково розпізнати, маючи однаковий спектр. Тобто, якщо все, що ми знаємо про фізику частинок, правильно. Захоплення та вимірювання спектру антиводню є головною метою групи ALPHA.
ALPHA зробила перші скромні вимірювання антигідрогену. В апараті ALPHA антигідроген потрапляє у розташування магнітів, які впливають на магнітне поле атомів. Мікрохвилі, налаштовані на певну частоту, спрямовану на ці атоми водню, відвертають їх магнітну орієнтацію, звільняючи їх. Вивільнений антиводень зустрічається з воднем, коли він витікає, і два знищують один одного, залишаючи добре відомий зразок у детекторах частинок, що оточують апарат.
Апарат зафіксував свідчення того, що орбіти стрибків електронів у атомі водню після того, як мікрохвильове випромінювання змінило внутрішній стан. Результат додатково підтверджує обгрунтованість підходу ALPHA, демонструючи, що апарат має достатній контроль та чутливість для успішного проведення експерименту, для якого він був розроблений. В майбутньому ALPHA зосередиться на підвищенні точності вимірювань у мікрохвильовій печі для виявлення антигідрогенного спектру за допомогою лазерів.
Захоплюючі результати було важко досягти, оскільки антигідроген не існує в природі. Він виготовлений в апараті ALPHA з антипротонів, які самі виготовляються в Антипротонному уповільнювачі та позитронів з радіоактивного джерела. І він повинен мати достатньо низький рівень енергії, щоб залишатися в пастці для вимірювань. Але це працює, і це просто може дати фізикам ключ, необхідний їм для розуміння таємниці раннього Всесвіту.
Джерело: CERN
