Физики побили новый рекорд по замедлению антивещества

Наша Вселенная и Зеркальная Вселенная из причудливого антивещества выглядели бы одинаково.

Но что, если этого не произошло? Каким бы маловероятным это ни было в сегодняшней физике, такая возможность может открыть для исследователей совершенно новый ландшафт, что делает этот вопрос стоящим нашего времени.

К сожалению, антивещество изучать не так просто. Это мучительно, так как он может исчезнуть в потоке гамма-лучей, когда встречается с обычным веществом, и даже когда вы собираете достаточно, чтобы исследовать, он движется с головокружительной скоростью.

Для некоторых исследований это не обязательно большая проблема. Но если вы хотите, скажем, измерить мягкое притяжение гравитации к ее крошечным частицам, она действительно должна сидеть как можно более неподвижно.

ALPHA эксперимент в Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) уже работает над антиматерией частиц в течение нескольких лет, благодаря умному применению тщательно настроенных лазеров.

Эти эксперименты, наконец, принесли свои плоды, они успешно замедлили скорость антиводородных частиц (аналог водорода, самого легкого из всех элементов) от скорости гонщика Формулы-1 до скорости автомобиля, едущего по пригородной улице.

Ученым уже удалось практически полностью остановить обычную материю, смешивая и сочетая различные методы, которые направляют энергию из их непосредственного окружения. Замедление антивещества - более сложная задача, требующая методов, которые не включают в себя его столкновение с частицами материи, поскольку это привело бы к его немедленному распаду на вспышку излучения.

Технология замедлителей уже смогла замедлить целые атомы антивещества с почти световой скорости до чего-то более управляемого в последние десятилетия. Этого достаточно, чтобы позволить физикам провести хотя бы несколько тестов, например, разобрать спектр антиводорода.

Пока результаты этих исследований показали, что водород и антиводород более или менее идентичны, за исключением их перевернутых зарядов. Что на самом деле немного разочаровывает - любая разница может сказать нам, почему одна форма материи сохранилась над другой, создав Вселенную, которую мы все знаем и любим.

Тем не менее, есть небольшая вероятность, что, несмотря на одинаковые массы, гравитация может полюбить одно немного больше, чем другое. Или, возможно, какая-то другая сила имеет тонкое влияние на антивещество, о чем мы еще не догадываемся.

Чтобы получить точную оценку этих вещей, нам нужно еще больше замедлить антивещество: процесс ALPHA замедляет антиатомы, забрасывая их фотонами таким образом, чтобы они случайно не возбуждались одновременно.

Как и обычные атомы водорода, атомы антиводорода могут поглощать и рассеивать фотоны, теряя или увеличивая импульс. Этот эффект возникает только в том случае, если свет имеет правильную частоту. Слишком высоко или слишком низко световые волны пройдут мимо.

Исследователи точно настроили лазеры, чтобы учесть скорость движения антиводорода к источнику, обеспечивая идеальную частоту фотонов при встрече. После десятка столкновений частица, движущаяся со скоростью около 300 километров (чуть более 180 миль) в час, может замедлиться до менее 50 километров (около 30 миль) в час.

И наоборот, частицы, убегающие от лазера, невидимы для его относительной частоты, что позволяет избежать ускоряющего удара в задницу.

“С помощью этой техники мы можем решить давние загадки, такие как:« Как антивещество реагирует на гравитацию? Может ли антивещество помочь нам понять симметрии в физике?“, - говорит Такамаса Момосе, физик из Университета Британской Колумбии и один из канадских сотрудников ALPHA. команда.

“Эти ответы могут коренным образом изменить наше понимание нашей Вселенной“.

Нам придется подождать еще немного, прежде чем мы увидим результаты таких экспериментов, и подготовимся к тому, что даже во время неторопливой прогулки секреты антивещества будет трудно увидеть.

Но, возможно, только возможно, именно так мы можем заглянуть в эту зеркальную, перевернутую во времени анти-Вселенную, которая выглядит гораздо более чуждой, чем наши лучшие теории в настоящее время представляют.