Международная исследовательская коллаборация ALPHA в ЦЕРН достигла значительного прорыва в изучении антиводорода, приблизившись к пониманию фундаментальных свойств антиматерии. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Physics, демонстрирует беспрецедентную точность измерений энергетических переходов в атомах антиводорода.
Антиматерия представляет собой особую форму материи, состоящую из античастиц, которые имеют ту же массу, что и обычные частицы, но противоположный заряд. Антиводород, являясь антиматериальным аналогом водорода, становится ключевым объектом для проверки Стандартной модели физики, согласно которой материя и антиматерия должны подчиняться одним и тем же фундаментальным законам.
Используя Замедлитель антипротонов в ЦЕРН, команда ALPHA под руководством Джеффри Скотта Хангста сосредоточилась на изучении перехода 1S-2S в антиводороде. Этот переход представляет собой квантовый скачок электрона между энергетическими уровнями n=1 и n=2, который в магнитном поле расщепляется на несколько подуровней.
Революционным достижением стало внедрение метода лазерного охлаждения захваченных атомов антиводорода до сверхнизких температур. Это позволило получить более узкие спектральные линии и значительно повысить точность измерений энергетических переходов, минимизировав влияние атомного движения и магнитных полей.
Эффективность исследований возросла драматически: если в 2017 году для сбора одного набора данных требовалось 10 недель, то теперь те же измерения выполняются примерно за сутки. Атомы антиводорода накапливаются за ночь, а измерения проводятся в течение часа.
Текущие результаты ALPHA демонстрируют точность порядка нескольких частей на триллион (10⁻¹²), что является лучшим показателем для антиводорода на сегодняшний день. Команда стремится достичь точности в одну часть на квадриллион (10⁻¹⁵) – уровня, достигнутого в измерениях обычного водорода.
По словам Хангста, новые публикации, ожидаемые в этом году, продемонстрируют еще более высокую точность измерений. Эти исследования могут окончательно подтвердить или опровергнуть предположение Стандартной модели о симметрии между материей и антиматерией, что имеет фундаментальное значение для понимания устройства Вселенной.
Изображение носит иллюстративный характер
Антиматерия представляет собой особую форму материи, состоящую из античастиц, которые имеют ту же массу, что и обычные частицы, но противоположный заряд. Антиводород, являясь антиматериальным аналогом водорода, становится ключевым объектом для проверки Стандартной модели физики, согласно которой материя и антиматерия должны подчиняться одним и тем же фундаментальным законам.
Используя Замедлитель антипротонов в ЦЕРН, команда ALPHA под руководством Джеффри Скотта Хангста сосредоточилась на изучении перехода 1S-2S в антиводороде. Этот переход представляет собой квантовый скачок электрона между энергетическими уровнями n=1 и n=2, который в магнитном поле расщепляется на несколько подуровней.
Революционным достижением стало внедрение метода лазерного охлаждения захваченных атомов антиводорода до сверхнизких температур. Это позволило получить более узкие спектральные линии и значительно повысить точность измерений энергетических переходов, минимизировав влияние атомного движения и магнитных полей.
Эффективность исследований возросла драматически: если в 2017 году для сбора одного набора данных требовалось 10 недель, то теперь те же измерения выполняются примерно за сутки. Атомы антиводорода накапливаются за ночь, а измерения проводятся в течение часа.
Текущие результаты ALPHA демонстрируют точность порядка нескольких частей на триллион (10⁻¹²), что является лучшим показателем для антиводорода на сегодняшний день. Команда стремится достичь точности в одну часть на квадриллион (10⁻¹⁵) – уровня, достигнутого в измерениях обычного водорода.
По словам Хангста, новые публикации, ожидаемые в этом году, продемонстрируют еще более высокую точность измерений. Эти исследования могут окончательно подтвердить или опровергнуть предположение Стандартной модели о симметрии между материей и антиматерией, что имеет фундаментальное значение для понимания устройства Вселенной.
