Гранит науки - 2004-08-22

Впервые определена скорость атома анти-материи - цель подобных экспериментов в том, чтобы научиться улавливать атомы анти-водорода в их основном состоянии, а затем сравнить структуру двух противоположных миров на атомном уровне О скорости атома анти-материи судили по энергии, которая была необходима атомам анти-водорода для того, чтобы достичь детектора на установке по замедлению анти-частиц в Европейском Центре Ядерных Исследований (CERN). Эта установка обслуживает один из экспериментов по изучению анти-водорода, он называется ATRAP, а руководит этим международным проектом Джеральд Габриэльзе (Gerald Gabrielse) из Гарвардского Университета (Harvard University). Впервые его группа получила атомы анти-водорода из анти-протонов и позитронов в 2002 году. С использованием ряда магнитных и электростатических ловушек тогда было произведено около 170 тысяч атомов анти-водорода. Однако сведений об энергии, скорости или температуре анти-атомов не было. Как отмечает портал physicsweb, было принято допущение, что атомы анти-материи имеют ту же температуру, что и аппарат, в котором были заключены создавшие их анти-протоны и позитроны, 4.2 К.

В новых экспериментах на ATRAP атомы анти-водорода получали как и прежде, но затем к ним приложили переменное электрическое поле и провели подсчет во фракции анти-атомов, которые успешно миновали это поле при повышении частоты колебаний. Атомы, движущиеся слишком медленно, таким образом подвергались предшествующей их прохождению через поле ионизации, что препятствовало достижению детектора. Быстрые атомы, напротив, преодолевали поле, если оно было достаточно слабым для того, чтобы ионизировать их. Экспериментаторы ATRAP подсчитали, что любой анти-атом, которому удалось достичь детектора, обладал энергией около 200 миллиэлектронвольт, что означало 20-кратное ускорение по сравнению со скоростью движения породивших его анти-протонов. Эти результаты публикует Phys.Rev.Lett. Ученые теоретизируют, что относительно высокая скорость анти-протонов обусловлена тем фактом, что им удается измерить только слабосвязанные атомы, у которых меньше возможностей для охлаждения, сопровождающего все подобные эксперименты с частицами. Если цель эксперимента в улавливании анти-водородных атомов в их основном состоянии для сравнения атомной структуры с таковой у обычного водорода, то изучение перехода частиц из основного состояния в первое возбужденное позволит проверить основу основ Стандартной модели - требование симметрии, которое физики обозначают как CPT-инвариантность (Charge-Parity-Time - Заряд-Четность-Время). Инвариантность триады Заряд-Четность-Время предполагает, что при совместном проведении трех преобразований - замены частиц на античастицы, пространственного обращения и обращения времени не произойдет никаких изменений в картине протекания физических процессов. И любое нарушение этой симметрии, выявленное в эксперименте, потребует новой физики, выходящей за рамки Стандартной модели микромира.