Atomisk paritetsforskning når ny milepæl

En refleksion gengiver altid objekter som et komplet spejlbillede, frem for blot dens individuelle dele eller individuelle dele i en helt anden orientering. Det er alt eller ingenting, spejlet kan ikke reflektere bare lidt. Dette illustrerer et grundlæggende symmetri princip i naturen. I årtier, fysik antog, at naturlovene i vores verden og i spejlverdenen ville være identiske, at pariteten ville blive bevaret. Så i 1956, inden for elementarpartikler, eller mere præcist inden for det svage samspil, forskere opdagede en overtrædelse af dette princip. Paritetskrænkelse har været genstand for videnskabelig forskning lige siden.

Fysikere ved Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) er for nylig lykkedes med at observere paritetskrænkelse i ytterbiumatomer med forskellige antal neutroner. Den indledende effekt af målingerne er at bekræfte forudsigelserne af standardmodellen for partikelfysik, at atomer med forskellige antal neutroner ville demonstrere paritetsoverskridelse. Forskningen blev offentliggjort i den berømte Naturfysik tidsskrift.

Paritetsovertrædelse vides kun at forekomme i den svage interaktion, en af ​​de fire grundlæggende naturkræfter. Det blev først opdaget i beta -henfald i 1956, i atomer i 1979, og blev efterfølgende undersøgt i forskellige elementer. I 1995 ved University of California i Berkeley, Professor Dmitry Budker begyndte at udføre præcisionsmålinger på grundstoffet ytterbium, et sjældent jordmetal. Det var dette arbejde, han havde med sig, da han kom til Mainz University i 2014. "Vores forskning involverer forskellige isotoper af ytterbium. Isotoper er atomer med samme antal protoner, men forskellige antal neutroner i kernen, "forklarede Dr. Dionysis Antypas fra Helmholtz Institute Mainz (HIM)." Vi valgte en kæde på fire af ytterbiums syv isotoper og bekræftede forudsigelserne af standardmodellen:jo flere neutroner i kernen, jo større ligestillingsforringelseeffekt, sagde Antypas, opsummerer resultaterne af fire års arbejde i projektet.

Victor Flambaum foreslog først at sammenligne effekten i forskellige isotoper i 1986. Flambaum, en australsk fysiker fra University of New South Wales, har været stipendiat ved Mainz Universitys Gutenberg Research College (GRC) i to år og udfører samarbejdsforskning med JGU -forskerne. Fysikerne udførte forskningen ved hjælp af et apparat ved Helmholtz Institute Mainz:i nærvær af et elektrisk og et magnetisk felt, ytterbiumatomer exciteres af laserlys, og amplituden af ​​paritetsovertrædelsen måles.

"De seneste fund markerer en væsentlig milepæl inden for forskning i krænkelse af atomparitet, sagde Budker, opsummerer dataene. "De er også en meget vigtig milepæl på vejen til fremtidige forskningsmål." Forskernes målinger giver også information om en ekstra Z boson. Z bosoner formidler den svage interaktion. Forskere på området spekulerer i eksistensen af ​​en yderligere Z boson, betegnet "Z prime" eller "Z" med en meget mindre masse end den etablerede Z boson.