07.03.2012

Физики впервые смогли получить спектр атомов антиводорода

Участники коллаборации ALPHA впервые смогли проанализировать спектр атомов антиводорода при помощи специальной клетки для антиматерии, из которой антиводород извлекался и изучался при помощи микроволнового "захвата", говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

"Мы показали, что мы можем "прощупать" внутреннюю структуру атомов антиводорода, и в восторге от этого. Мы теперь понимаем, что можем разработать такие эксперименты, которые позволят нам провести самые подробные и обстоятельные измерения свойств атомов антиматерии",- заявил руководитель эксперимента ALPHA Джеффри Хангст (Jeffrey Hangst) из университета города Орхус (Дания).

Как отмечают исследователи, удерживать нейтральные атомы антивещества значительно сложнее, чем отдельные частицы, поскольку они не обладают электрическим зарядом и их нельзя удержать электромагнитным полем. В 2010 году Хангст и его коллеги разработали специальную ловушку, мощное магнитное поле которой препятствует встрече атомов антиводорода с обычной материей и их взаимной аннигиляции.

На этот раз участники коллаборации нашли метод, который позволяет одновременно извлекать атомы антиводорода из ловушки и аннигилировать его в контролируемых условиях.

Хангст и его коллеги обнаружили, что спин (направление вращения) позитрона, положительно заряженного "близнеца" электрона, можно быстро "переворачивать" при помощи микроволнового излучения определенной частоты. При смене направления вращения позитрона атом антиводорода меняет свои свойства и вылетает из магнитной ловушки, чьи "оковы" больше не действуют на него.

Затем "сбежавший" атом антиматерии сталкивается с обычными частицами и аннигилирует. Возникшие в этот момент фотоны улавливаются детекторами, и их спектр, энергия и другие характеристики позволяют определить некоторые свойства атомов антиводорода.

Как отмечают физики, спектральные характеристики антиводорода укладываются в пределы значений, характерных для обычных атомов водорода. На текущий момент точность измерений остается слишком низкой для серьезного изучения спектра, однако их точность будет улучшена в будущем.

"Водород является самым распространенным элементом во Вселенной, и мы очень хорошо понимаем то, как он устроен "изнутри". Теперь мы у нас есть шанс "выжать" всю правду из атомов антиводорода. Устроены ли они по-другому? Мы можем с уверенностью сказать, что время покажет, так это или нет",- продолжил Хангст.

По спектру ученые, в частности, смогут определить, сохраняется ли симметрия между материей и антиматерией по заряду, пространственным координатам и по времени, так называемая CPT-симметрия. Такая симметрия является одной из основ современной физической теории - Стандартной модели.

Если спектры водорода и антиводорода не будут идентичны, это будет свидетельствовать о нарушении симметрии, которое может оказаться "ахиллесовой пятой" антиматерии.

Источники:

1. РИА Новости