Observation af det hyperfine spektrum af antibrint

En canadisk ledet undersøgelse har åbnet et nyt kapitel i antistofforskning. I en undersøgelse offentliggjort i dag i Natur , ALPHA-samarbejdet, som omfatter 50 fysikere fra 17 institutioner, rapporterer den første detaljerede observation af spektrallinjer fra et antistofatom.

"Spektrallinjer er som fingeraftryk, " siger hovedforfatter Michael Hayden, en fysikprofessor ved Simon Fraser University. "Hvert element har sit eget unikke mønster."

Der er én (mulig) undtagelse:stof og antistof menes at være spejlbilleder af hinanden, og derfor bør spektrallinjerne af antistof-atomer være nøjagtig de samme som dem af deres normale atom-modstykker. Hvorvidt dette er sandt er uvist. Indtil nu, videnskabsmænd har kun haft glimt af antistof-spektrallinjer, og sammenligninger med normale stofspektrallinjer har været grove.

ALPHA Collaboration studerer antibrint, antistof-modstykket til det almindelige brintatom. Deres eksperimentelle resultater viser, at et bestemt sæt spektrallinjer i antibrint matcher dem i brint meget godt. Holdet planlægger at zoome meget tættere ind for at kontrollere, om der er subtile uoverensstemmelser mellem de to atomer i en endnu finere skala.

Udført på CERN-laboratoriet i Genève, forskningen involverer bestråling af antibrintatomer med mikrobølger, svarende til dem, der bruges til at kommunikere med satellitter. Når dette er gjort, anti-atomerne afslører deres identitet ved at udsende eller absorbere energi ved meget specifikke frekvenser. Det mønster, eller spektrum, af frekvenser svarer til "fingeraftrykket" beskrevet af Hayden.

"En af de udfordringer, vi står over for, er, at stof og antistof tilintetgøres, når de kommer i kontakt med hinanden, " siger Justine München, en SFU fysik ph.d.-kandidat. "Vi er nødt til at holde dem adskilt. Vi kan ikke bare putte vores anti-atomer i en almindelig beholder. De skal fanges eller holdes inde i en speciel magnetisk flaske."

"Ved at studere anti-atomers egenskaber håber vi at lære mere om universet, vi lever i, " siger Hayden. "Vi kan lave antistof i laboratoriet, men det ser ikke ud til at eksistere naturligt undtagen i minimale mængder. Hvorfor er det? Vi ved det simpelthen ikke. Men måske kan antibrint give os nogle spor."