Revolucionarno odkritje: odkrivanje antimaterije v realnem času!

Revolucionarno odkritje: odkrivanje antimaterije v realnem času!

Raziskovalci v CERN-u so dosegli pomemben napredek pri raziskavah antimaterije z uporabo fotosenzorjev pametnih telefonov za uničenje antimaterije v realnem času. To inovativno tehnologijo, ki je bila razvita za mednarodno sodelovanje AEgIS, prihajajo znanstveniki s Tehnične univerze v Münchnu (TUM). S pomočjo teh novih naprav raziskava zaznava antiprotonske anihilacije z impresivno natančnostjo skoraj 0,6 mikrometra, kar izboljša prejšnje metode za faktor 35. Ta napredek je ključnega pomena, saj je cilj sodelovanja AEgIS natančno izmeriti prosti pad antivodika v gravitacijskem polju Zemlje, kar je bilo prej mogoče le z ogromnimi tehničnimi izzivi.

Ustvarja se vodoravni antivodikov curek, katerega navpična razdalja padca se meri z deflektometrom Moiré. Dr. Francesco Guatieri, vodja študije, poudarja potrebo po detektorju z visoko prostorsko ločljivostjo. Implementacija 60 čipov pametnih telefonov v Optical Photon and Antimatter Imager (OPHANIM) je ključ do doseganja te visoke natančnosti. Prej so bile fotografske plošče uporabljene kot edini način za natančno merjenje, vendar brez zmožnosti izvajanja meritev v realnem času. Nova rešitev je že prestala uspešne teste na antiprotonih in se zdaj uporablja za antivodik. Rezultati te raziskave so bili objavljeni v reviji Science Advances in pomenijo ključen korak v raziskavah antimaterije.

Osnove antimaterije

Antimaterija ima enako maso kot snov, vendar ima nasprotni električni naboj in vrtenje. Po Einsteinovi splošni teoriji relativnosti bi morala gravitacija enako vplivati ​​na materijo in antimaterijo. Vendar neposredne meritve hitrosti padanja antimaterije doslej niso bile izvedene, ker sta proizvodnja in zajemanje antimaterije povezana s precejšnjimi težavami. Sodelovanje AEgIS pri CERN-ovem antiprotonskem zaviralcu (AD) je nedavno objavilo mejnik v *Communications Physics*, ki opisuje mejnik v proizvodnji antivodika.

Nove tehnike, razvite leta 2018, so omogočile impulzno proizvodnjo antivodikovih atomov, kar omogoča natančno časovno razporeditev njihovega nastanka. Tiskovni predstavnik AEgIS Michael Doser je opozoril, da je to prvič, da je prišlo do impulzne tvorbe antivodika v ustreznem času. Antivodik proizvajajo in preučujejo izključno v CERN-u, zaradi česar je idealen za testiranje učinkov gravitacije in temeljnih lastnosti antimaterije.

Prihodnje perspektive

Prva poročila o nizkoenergijski proizvodnji antivodika segajo v leto 2002, zahvaljujoč sodelovanju ATHENA in ATRAP. Sodelovanje ALPHA je napredovalo pri proizvodnji, manipulaciji in zajemanju večjih količin antivodika. AEgIS je uporabil postopek "izmenjave naboja", ki ga je sprožil laserski impulz za ustvarjanje antivodika, kar je omogočilo določitev časa z negotovostjo okoli 100 ns. Potrebni so nadaljnji koraki za merjenje vpliva gravitacije na antimaterijo, vključno z oblikovanjem impulznega curka, povečanjem količin antivodika in hlajenjem atomov.

V prihodnjih letih načrtujejo poskusi ALPHA, AEgIS in GBAR meriti hitrost padanja antiatomov z natančnostjo 1 %. Ti projekti so tesno povezani z novim sinhrotronom ELENA, ki proizvaja izjemno nizkoenergijske antiprotone. Medtem ko fiziki verjamejo, da je malo verjetno, da antimaterija doživlja nasprotno gravitacijsko privlačnost v primerjavi s snovjo, bi lahko natančne meritve razkrile subtilne razlike.