Всего 6 месяцев назад, физики заявили, что они заманили в ловушку атомы, сделанные из антивещества для доли секунды. Сейчас, та же бригада держалась за отдельные атомы антиводорода, любой из которых складывается из антипротона, связанного с позитроном, в течение максимум 15 минут. Это достаточно длинно для атома, чтобы потерять всю его внутреннюю энергию и уладить в его небольшое количество – энергичное «стандартное состояние», предпосылка для изучения ее внутренних работ. Результат берет физиков основной шаг ближе к их ветхой десятилетиями цели верного сравнения водорода к антиводороду в надежде на нахождение недочёта в основной симметрии между вопросом и антивеществом.
«Я рад, что, если мы и западню, пару антиатомов водорода будут слоняться поблизости достаточно продолжительно для достижения стандартного состояния», говорит Джеральд Гэбрилс, физик в Гарвардском университете, изобретший неспециализированную схему заманивания в ловушку антиводорода и ведущий соперничающий опыт, известный как ATRAP.Как в их прошедшей работе, исследователи с АЛЬФА-опытом использовали цилиндрическое множество электродов для завоевания в электрических полях затяжки антипротонов и затяжки позитронов, партнеров по антивеществу электронов.
Трудясь в европейской лаборатории физики элементарных частиц, CERN, под Женевой, Швейцария, бригада использовала дополнительное электрическое поле для хлюпания облака 15 000 антипротонов через этот 1 миллион позитронов, давая частицам шанс организовать антиатомы водорода. Тогда как это происходит, положительно заряженный позитрон и отрицательно заряженный антипротон отменяют нагрузки друг друга. Незаряженные атомы не могут быть связаны электрическим полем, так, физики использовали магнитное поле для схватывания нескольких сформировавшихся атомов.
Для доказательства они заманили в ловушку антиатом водорода, бригада вначале применила электрическое поле, чтобы унести вдаль каждые остающиеся антипротоны, и позитроны и позже, после задержки, отключили магнитную западню. В итоге высвобожденный атом антивещества тогда дрейфовал бы в электроды, уничтожающие на контакте с несложным вопросом для производства контрольных брызг частиц, названных пионами. В ноябре АЛЬФА-исследователи заявили, что они заманивали в ловушку антиатомы водорода в течение 0,172 секунд. В этом случае они ожидали продолжительнее для выключения магнитной западни, и в семи из 16 попыток, они держали атом в течение 1 000 секунд.
Они даже преуспели в одной из трех попыток держать атом в течение 2 000 секунд, они информируют онлайн сейчас по собственной природе о Физике.Это пора достаточно антиатому водорода потерять его внутреннюю энергию и достигнуть его стандартного состояния, говорит Джеффри Хэнгст, физик в Орхусском университете в Дании и лидере АЛЬФА-бригады. Атом может обладать только определенными количествами энергии, так, ее внутренние состояния формируют подобное лестнице размещение возрастающей энергии. Любой антиатом водорода формируется высоко на лестнице и прокладывает себе путь вниз способом излучения фотонов.
АЛЬФА-бригада не доказала, что ее продолжительно проводимые атомы добрались до стандартного состояния, но вычисления показали, что они должны иметь. «Я поставил бы личный дом, что они будут в стандартном состоянии», говорит Гэбрилс.«Это светло очень, очень важный экспериментальный шаг вперед», говорит Риуго Айяно, физик в университете Токио и фаворит соперничающего опыта Ядерной спектроскопии и столкновений Используя медленные антипротоны (ASACUSA) в CERN. Исследователи хотели бы измерить размещение внутренних состояний в антиводороде и сравнить его с этим в водороде, что известен точности одной части в 1 014.
Любое различие нарушило бы симметрию между вопросом и антивеществом, известным как паритетное аннулирование времени нагрузки (CPT) симметрия, требующая, например, чтобы ее частица и античастица имели ту же срок и массу работы. И если симметрия CPT в самом деле не совсем держится, то ни один не может симметрия пространства и времени по имени постоянство Лоренца, которое имеется основанием для теории Эйнштейна особенной относительности.
Но сделать такие измерения, ученые вначале должны сделать антиводород в его стандартном состоянии.Это вероятно за годы перед тем, как исследователи могут измерить антиатомы достаточно совсем правильно для строгого опробования симметрии CPT, как бы то ни было.
Кроме этого, не обращая внимания на его раннее лидерство, не ясно, что АЛЬФА-бригада будет первой для следования. Бригада ASACUSA также пробует делать такие измерения при помощи другого подхода со вольно плавающим лучом антиводородных атомов. И Gabrielse и бригада ATRAP, также трудящаяся в CERN, берут слабо отличается курс от АЛЬФА-бригады способом попытки заманить в ловушку еще много антиводородных атомов для верных измерений легче.
Добросовестные испытания на антиводороде готовы начаться. Но гонка для результатов приза будет марафоном, не спринтом.