Впервые получен спектр антиводорода — Naked Science
5 минут
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, 15:59
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

Вчера, 17:41
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

6 мая
17 минут
Александр Березин

SpaceX после затяжной серии аварий нормально посадила прототип Starship SN15. Огромная стальная ракета поднялась в воздух на десять километров, выполнила там сложные кульбиты, которые не могла сделать ни одна ракета ранее, а затем плавно опустилась вниз. Одни говорят, что это революция, другие — что «СССР так умел полвека назад». Кто прав и что будет дальше? Попробуем разобраться.

Вчера, 15:59
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

Вчера, 17:41
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

5 мая
6 минут
Сколтех

В России таких результатов не было уже около десяти лет. Его получение потребовало настоящей кооперации между исследователями ИВМ РАН, Сколтеха и МГУ.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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: