Поведение антивещества в гравитационном поле изучат при помощи атомов позитрония
Ученые из ЦЕРН разработали новый способ получения долгоживущих атомов позитрония — так, чтобы на процесс не влияли электрические и магнитные поля.
Во Вселенной практически отсутствует антивещество, и физики пока не выяснили почему. Обнаружение любых различий между поведением вещества и антивещества в гравитационном поле Земли может пролить свет на этот вопрос. Атомы позитрония, состоящие из позитрона и электрона, — один из типов атомов антивещества, которые рассматривают в испытаниях, чтобы узнать, падает ли антивещество в гравитационном поле Земли с такой же скоростью, как и вещество. Однако существуют они очень недолго — всего 142 наносекунды, а этого недостаточно для проведения гравитационного эксперимента с антивеществом.
Исследователи активно ищут способы получения источников атомов позитрония, которые будут существовать дольше. В статье, опубликованной в журнале Physical Review A, коллаборация AEgIS из ЦЕРН описывает новый способ получения долгоживущего позитрония.
Чтобы быть полезным для гравитационных экспериментов с антивеществом, источник атомов позитрония должен производить долгоживущие атомы в больших количествах и на известных, контролируемых скоростях, на которые не влияют электрические и магнитные поля. Новый источник AEgIS отвечает всем этим требованиям, производя в минуту около 80 тысяч атомов позитрония, каждый из которых существует 1140 наносекунд и имеет известную скорость (между 70 и 120 километрами в секунду), которую можно контролировать с высокой точностью.
В чем подвох? Они используют специальный позитрон-позитрониевый преобразователь для производства атомов в одной вспышке ультрафиолетового света, который выстрелом убивает сразу двух зайцев. Так, лазер переводит атомы из электронного состояния с наименьшей энергией в долгоживущее состояние с более высокой энергией и может отобрать только атомы с определенной скоростью.
Исследователи не впервые создают источник долгоживущих атомов позитрония. Существуют и другие подобные техники — например, метод, приводящий атомы в электронные состояния, называемые состояниями Ридберга, которые также могут использоваться в гравитационных экспериментах с позитронием. Однако все другие техники очень чувствительны к электрическим и магнитным полям, влияющим на скорость атомов,— а это придется учитывать при окончательных измерениях гравитации. Новый способ, разработанный AEgIS, «чище» в том смысле, что он не чувствителен к этим полям.
Следующим шагом на долгом пути к измерению влияния гравитации на позитроний при помощи нового источника AEgIS будет подтверждение того, что полученные атомы электрически нейтральны. Ускорительный комплекс ЦЕРН сейчас не работает и проходит двухлетнюю программу обновления, так что большинство экспериментов лаборатории, которым необходим протонный луч, приостановлены на этот период. Преимущество же эксперимента с позитронием в том, что ему не нужны протоны, так что его может проводить и при выключенном ускорителе.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Астробиологи с помощью сложных трехмерных климатических моделей доказали, что растительная жизнь на Земле способна просуществовать еще около 1,8 миллиарда лет. Это значительно дольше, чем предсказывали предыдущие расчеты.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии