Papir afslører teorien bag ALPHA antihydrogen -gennembrud

Ny forskning af et team fra Aarhus, Swansea, og Purdue Universities har gjort det muligt for nylige eksperimenter at foretage den første måling af 1S - 2S atomtilstandsovergangen i antihydrogen.

I avisen, offentliggjort i Journal of Physics B:Atomic, Molekylær og optisk fysik , der udvikles en teoretisk tilgang til ALPHA -eksperimentet på CERN, og giver den nødvendige indsigt til at foretage højpræcise spektroskopiske målinger af overgangsenergien mellem 1S og 2S energiniveauer.

Som resultat, succesfulde målinger er nu foretaget til en præcision på bedre end en del i en milliard.

Ifølge hovedforfatter Dr. Chris Rasmussen:"Beregningerne præsenteret her muliggjorde den første observation af 1S-2S-overgangen i antihydrogen ved ALPHA-samarbejdet, hvilket har været et længe søgt mål for antimateriale -samfundet. "

Undersøgelsen præsenteret af Dr. Rasmussen, Professor Niels Madsen, og professor Francis Robicheaux, peger også vejen frem til endnu højere præcisionsmålinger af antihydrogens egenskaber.

Det fysiske arrangement for eksperimenterne er meget komplekst, og indtil videre kan kun en håndfuld antiatomer fanges ad gangen - typisk færre end 20. Det betyder, at der skal tages grundigt hensyn til betingelserne for enhver måling, for at sikre, at den ønskede høje præcision kan nås.

Forfatterne udførte en række beregninger og simuleringer for at bestemme en levedygtig eksperimentel metode til præcisionsmålinger, i betragtning af både detaljerne i apparatet og det lave antal antiatomer, der er tilgængelige til eksperimentet.

Forskning mod brint har været i gang i mange år, men det er først for nylig, at neutralt antihydrogen har været i stand til at blive fanget til brug ved spektroskopi. Et af de ultimative mål med denne forskning er at foretage højpræcisionstest af CPT -invarians ved at sammenligne energiniveaustrukturen af ​​antihydrogen med dets stofmodstykke - brint.

Dette bliver derefter en streng test af vores forståelse af, hvordan universet blev til i sin nuværende tilstand, såvel som om de grundlæggende regler for naturen. Aktuelle data for brintvidder og nøjagtighed af få dele i 10 ^-15 , og fremtidige antihydrogenmålinger sigter mod at matche dette.

Professor Madsen sagde:"Disse målinger har i sidste ende til formål at sammenligne brint og antihydrogen på niveau med den spektakulære detalje, som brint er blevet undersøgt til, for at hjælpe med at svare på, hvorfor universet vises, uventet, at være blottet for antimateriale. "