物理学家给寒冷给予反物质

2021-04-01 20:45:24

周三,科学家们报道了使用紫外激光通过紫外激光成功冷却由反物质制成的原子。在此部署的冷却过程在正常物质上工作,因此还预计将与用于这些实验的抗氢原样正常工作。实验是显着的,而不是提供重要的确认,而且反物质似乎似乎表现得相同,因为它增加了我们能够识别两种类型之间微妙差异的机会。

正常问题和反物质是值得注意的,因为它们在接触时在能量爆发时互相湮灭。但否则,我们对抗颗粒物理学的理解表明它们应该相同 - 抗滴答可以与抗电器配对以形成抗氢性,然后将其受到重力和电磁等的力。就大多数物理而言,反物质只是被镜子反射的物质:一些颠倒的东西,但否则相同。

然而,测试是挑战。地球上天然产生的所有反物质都来自放射性衰变等能量过程和宇宙射线的影响。结果,反物质本身带有充足的能量,并且它非常快速地移动。类似的事情适用于我们人类生产的反物质。它通常通过将精力充沛的粒子与固定目标碰撞,而这些碰撞的反物质也非常精力。

尽管其高能量,但这些测量结果表明,尽管有很高的情况,但这些测量结果表明它的表现相同(除了它与物质交互相互作用后,它的表现也相同(除了它的能量结束)。但如果有更细微的差异,我们会看到它们。因为反物质处于运动状态,因此测量有很大的错误,可能会掩盖任何微妙之处。

它'唯一一直在过去十年中甚至是我们建立了所需的硬件,以便让反物质减慢以形成原子。在CERN中慢下来的核心的专用硬件,将它们与抗电子相结合,然后将所得的反物质存储用于学习。

但是由该系统捕获的原子最终具有大量能量。如果您试图弄清楚使用光子在轨道之间切换抗电极的能量,则测量将导致宽曲线而不是尖峰。 ' s是因为一些原子将朝向光子源移动,而其他原子则远离其移动,导致多普勒换档,从而改变被吸收的波长。

幸运的是,我们在冷却原子的情况下没有经验缺乏他们携带的能量很少。最有效的方法之一也涉及使用多普勒效应。

该方法有效,因为光子,不具有质量,携带动力。所以,当它们被原子吸收时,原子拾起了一些势头。但是,如果将激光照射在原子吸收的波长下,平均地发动机的变化就会冲出。那个' s是因为增加的动力将加速一些原子并减慢其他原子。

使用这种方法冷却物质的技巧涉及挑选波长的激光,波长略微呈现比原子通常吸收的波长。大多数光子都会简单地穿过原子,因为它们'重复错误的波长。但是朝向光子源移动的原子将看到波长偏移朝向光谱的蓝色末端偏移。由于光子太红,因此它们将它们变为恰好是正确的波长。

结果,只有朝向光子源移动的原子才能减慢。没有一个人最终被加快了。随着时间的推移,原子的净速将下降,冷却样品。

抗氢原子所需的波长(它也将在氢气上工作)原始在UV中不方便。为了击中正确的波长,研究人员必须从一个激光开始,具有更长的波长并增加光子'能量通过两个单独的过程。这些过程中的每一个都失去了能量,因此所得的激光非常弱。

那个问题,因为每个抗氢原子需要吸收大量的光子。每个原子都以大约90米/秒的典型速度开始,光子仅敲击3.3米/秒。在这种情况下,研究人员随着时间的推移而效率相对较低。 CERN Setup在短时间内填充其存储区域,以抗真滴度短爆发。在这些突发中的每一个之间,激光器能够冷却已经存在的原子。

幸运的是,CERN Setup在储存反物质时,研究人员能够在持续17小时内运行实验。并且,在此期间,冷却将信号从设置中的反物质湮灭中降低了信号。这证实激光冷却降低了整体能量,从而减少了足够的能量的凝固次数以逃避遏制。

它的工作。研究人员使用过于蓝色作为对照的激光,然后激发抗氢原'抗电器进入新的轨道。该实验产生了宽峰值的宽峰值峰值。D期望从运动中的群体中获得。使用激光在正确的,略微的波长锯切的尖峰显着缩小,表明群体的原子群不得移动。

数据包括一个小小的惊喜。 由于所有磁铁和其他设备所需的磁体和其他设备在没有它的实际物质中陷入实际物质,因此冷却激光器仅在一个方向上进入陷阱。 这应该导致仅沿着该轴减慢抗抗伞。 但原子似乎在各个方向上放慢了。 研究人员将其归于包含反物质所需的复杂磁场,这些磁场在任何其他方向上耦合在任何方向上的运动。 但这项工作真的是关于产生惊喜的。 相反,它'意图能够在可能出现惊喜的情况下启用各种工作。 随着冷冻的抗氢性,研究人员现在可以进行更精确的测量,从而使物质与反物质之间的更细微差异变得显而易见。 它'我们可能有物理权利,那些差异赢得了' 但如果我们没有检查,那么如果我们没有差异,那就会烦恼。