Нова пастка антиречовини дозволить вченим відповісти на питання, чому всесвіт не самознищилася відразу після великого вибуху

17

Антиматерія це субстанція, вивчення якої пов’язане з цілим рядом великих складнощів, вона тут же знищить себе і будь-який контейнер, в якому вона буде укладена. Але для зберігання антиматерії вчені вже давно придумали спеціальні пастки і недавно вчені європейської організації ядерних досліджень cern закінчили розробку і створення нової пастки, в якій антиречовина може бути охолоджене до наднизьких температур буквально за кілька секунд, а не годин, як це було раніше. Швидке охолодження антиматерії залишить вченим більше часу для проведення експериментів, що, в свою чергу, дозволить їм знайти відповіді на деякі з найбільших загадок всесвіту.

Нагадаємо нашим читачам, щоантиматерія є “злим” антиподом звичайної матерії, з якої складається весь навколишній світ. Головною відмінністю між частинками антиматерії і матерії є протилежні електричні заряди, але у цього відмінності мають серйозні наслідки, якщо частинки антиматерії і матерії увійдуть в контакт, вони взаімоунічтожатся, породивши викид досить великої кількості енергії.

Згідно з існуючими теоріями, в тому числі стандартної моделі фізики елементарних частинок, під час великого вибуху у всесвіті утворилася рівна кількість антиматерії і матерії. Але повного взаємного знищення матері і антиматерії чомусь не відбулося, а навколишній нас всесвіт, принаймні доступна для нас її частина, складається зі звичайної матерії. Причини такого дисбалансу досі невідомі вченим і це становить одну з найбільш фундаментальних загадок для сучасної науки.

На жаль, рідкість і нестабільність антиматерії заважають вченим вивчати її особливості. Антиматерія може бути отримана в крихітній кількості тільки в надрах потужних прискорювачів, таких, як великий адронний колайдер, де в зіткненнях частинок народжуються пари частинок і античастинок. Ці античастинки вловлюються, ізолюються і поміщаються в спеціальні пастки, які називаються пастками пеннінга.

У пастках пеннінга використовуються електричні та магнітні поля, які утримують частинки антиматерії і не дають їм можливості увійти в контакт з частинками речовини, з якої виготовлені стіни пастки. Спіймані таким чином частинки антиречовини охолоджуються до наднизьких температур для позбавлення від теплових шумів при проведенні вимірювань.

Для охолодження частинок антиматерії використовується досить поширений метод-лазерне охолодження. Але в новій пастці був використаний дещо інший метод-непряме охолодження частинок за допомогою іонів, охолоджуваних лазером і поглинаючих тепло частинок антиматерії. При цьому, вченим cern успішно вдалося вирішити проблему, пов’язану з присутністю всередині пастки частинок матерії і антиматерії одночасно.

Нова пастка являє собою дві пастки пеннінга, пов’язані надпровідним резонансним електричним ланцюгом. В одній пастці міститься хмара іонів берилію, а в іншій пастці знаходиться єдиний антипротон. Коли іони берилію охолоджуються за допомогою лазерного світла, теплова енергія антипротона переміщається до іонів, використовуючи надровідники в якості проміжного передавального ланки. Такий метод дозволяє охолодити до більш низької температури частинки антиматерії за більш короткий проміжок часу.

“створення нової пастки дозволить значно поліпшити точність майбутніх експериментів” – пишуть дослідники, – “оптимізація деяких процесів дозволила нам отримати температуру в 20-50 мк приблизно за 10 секунд часу. Для порівняння, попередні методи дозволяли нам отримати 100 мк за 10 годин”.

Як уже згадувалося вище, більш низька температура охолодження дозволить вченим кардинально поліпшити точність вироблених вимірювань. Згідно з попередніми розрахунками, це дасть їм можливість отримати визначення базових характеристик антиматерії з точністю декількох трильйонних часток. Цілком ймовірно, що така точність вже дозволить знайти різницю між характеристиками однакових частинок матерії і антиматерії, що, в свою чергу, стане поясненням спостережуваного у всесвіті дисбалансу між кількістю речовини і антиречовини.

ключові слова: матерія, антиматерія, антипротон, cern, пастка, контейнер, лазер, охолодження, іон, температура, точність

першоджерело

інші новини по темі:

Вчені cern вперше зловили антиречовину в пастку.

Йде створення найбільшої в світі пастки для антиречовини.

Фізики cern зробили найточніші вимірювання характеристик частинок антиречовин …

Експерименти на великому адронному колайдері проливають світло на деякі зага …

Вченим-фізикам вперше вдалося виміряти сили сильних ядерних взаємодій …