Впервые получен спектр антиводорода — Naked Science
Редакция

Впервые получен спектр антиводорода

Спектр антивещества должен выглядеть совершенно так же, как для вещества обычного. Но пока в этом еще никому не удавалось убедиться.

alphaobserve
©Wikipedia

Ученым из коллаборации ALPHA, объединяющей 50 физиков из 17 институтов, удалось впервые наблюдать спектральные линии атома антиводорода.

 

Точно так же, как и привычное нам вещество, его антипод из антиматерии имеет набор спектральных линий, являющихся таким же характерным признаком, как отпечатки пальцев для человека. Он теоретически должен быть совершенно таким же, как спектр «нормального» вещества, и убедиться в этом было бы очень интересно. Но до сих пор спектр антивещества никто не наблюдал.

 

Проблема в том, что с антивеществом очень трудно работать. Любой контакт с обычной материей приводит к немедленной аннигиляции, после чего изучать становится нечего.

 

Антиматерию обычно содержат в специальных ловушках, где роль барьера играет электромагнитное поле. Добавим глубочайший вакуум и получим среду, в которой античастицы можно держать очень долгое, по меркам физики, время — сотни и даже тысячи секунд.

 

Использованная в описываемом опыте установка (см. рисунок) построена на основе известной среди специалистов ловушки Пеннинга. Пучки позитронов и антипротонов подаются в реакторную камеру с разных сторон, там смешиваются, и некоторая часть античастиц рекомбинирует, превращаясь в полноценные атомы антиводорода. Напомним, что антипротон — это, по сути, атомное ядро, ион антиводорода, которому не хватает только позитрона.

 

 

Схема экпериментальной установки для получения и удержания атомов антиводорода. / © Nature

 

Типичный состав ингредиентов, используемых для приготовления смеси, — 90 тысяч антипротонов и 1,6 миллиона позитронов. Из них за одну секунду получается порядка 25 тысяч атомов антиводорода — много меньше самой маленькой капли. Подавляющее большинство имеет слишком высокую кинетическую энергию, поэтому вылетает из ловушки и аннигилирует. Ловушка может удержать только атомы, энергия которых соответствует температуре менее 0,54 К. Таковых за один раз набирается всего около двух десятков. Поскольку этого все-таки маловато, смешивание повторяют несколько раз.

 

Получившееся антивещество облучается и поглощает волны определенных частот. Осталось только их измерить — и вот он, спектр. Разумеется, реальная работа с образцами, насчитывающими десятки атомов, выглядит совсем не просто, но описывать ее мы не будем. Желающие могут обратиться к статье, опубликованной сегодня в Nature.

 

Пока полученный спектр антиводорода выглядит так же, как спектр его «нормального» антипода. Ученые намерены провести дальнейшие эксперименты, увеличив чувствительность своей техники.

 

Когда-то во Вселенной было поровну вещества и антивещества. Затем что-то случилось и антивещество практически исчезло. Мы подробно писали об этом совсем недавно.

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

7 часов назад
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

6 часов назад
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: