Die spiralförmige Bewegung eines Antiwasserstoffatoms in einer Magnetfalle. Chukman So / TRIUMF
Forscher haben gerade die erste laserbasierte Manipulation von Antimaterie mit einem Laser angekündigt, um eine Probe nahezu auf den absoluten Nullpunkt abzukühlen. eine neue Studie in der Zeitschrift veröffentlicht Natur .
Dies könnte uns helfen zu verstehen, warum das Universum nicht voller Antimaterie ist, und stellt einen großen Schritt näher am Aufbau der ersten Antimateriemodelle dar.
Die Manipulation von Antimaterie mit Lasern ist ein wahr gewordener Traum.
Antimaterie ist das seltsame und jenseitige Gegenstück zur Materie - sie zeigt nahezu identische Verhaltensweisen und Eigenschaften, aber die beiden Arten von Materie sind in unmittelbarer Nähe radikal instabil. Materie und Antimaterie vernichten sich gegenseitig selbst - was es unerträglich schwierig macht, Antimaterie in unserer Welt zu erschaffen und zu kontrollieren.
Und bis jetzt wurde es noch nie mit einem Laser manipuliert.
"Die heutigen Ergebnisse sind der Höhepunkt eines jahrelangen Forschungs- und Ingenieurprogramms, das an der UBC durchgeführt, aber von Partnern aus dem ganzen Land unterstützt wird", sagte die Forscherin Takamasa Momose von der University of British Columbia UBC, die ebenfalls bei istDas kanadische Team von ALPHA ALPHA-Canada und Leiter der Laserentwicklung in einer mit IE geteilten Embargo-Version. "Mit dieser Technik können wir langjährige Rätsel lösen wie: 'Wie reagiert Antimaterie auf die Schwerkraft? Kann Antimaterie uns helfen, dies zu verstehenSymmetrien in der Physik? 'Diese Antworten können unser Verständnis unseres Universums grundlegend verändern. "
Seit der Einführung der Lasermanipulation und der Atomkühlung vor 40 Jahren haben die Verfahren die moderne Atomphysik revolutioniert und zahlreiche Nobelpreisträger-Experimente ermöglicht. Der Prozess der Kühlung von Antimaterie ermöglicht es Forschern, mehrere Präzisionstests durchzuführen - und die Eigenschaften von Antimaterie zu untersuchen, einschließlich einiger Experimente, die Aufschluss über die fundamentalen Symmetrien des Universums geben können.
Solche Tests könnten neue Hinweise darauf liefern, warum das Universum hauptsächlich aus Materie besteht, anstatt zu gleichen Teilen aus Materie und Antimaterie - was ist vorhergesagt von Urknallmodellen .
"Es war ein verrückter Traum, Antimaterie mit [einem] Laser zu manipulieren", sagte der Sprecher von ALPHA-Canada, Makoto Fujiwara, der auch ein TRIUMF-Wissenschaftler und der erste Befürworter des Laserkühlungsprozesses ist. "I.Ich bin begeistert, dass unser Traum durch die enorme Teamarbeit kanadischer und internationaler Wissenschaftler endlich wahr geworden ist. "
Wir sind dem Aufbau der ersten Antimateriemoleküle einen Schritt näher gekommen
Die Manipulation von Antimaterie mit Lasern eröffnet auch neue Wege zu einer Vielzahl führender Innovationen in der Physik. Fujiwara und Momose arbeiten bereits an einem neuen kanadischen Projekt namens HAICU, das darauf abzielt, neue Quantentechnologien mit Antimaterieanwendungen zu entwickeln. "Mein nächsterDer Traum ist es, einen 'Brunnen' aus Anti-Atomen zu schaffen, indem man die lasergekühlte Antimaterie in den freien Raum wirft ", sagte Fujiwara." Wenn dies realisiert würde, würde dies eine völlig neue Klasse von Quantenmessungen ermöglichen, die bisher undenkbar waren. "
"Darüber hinaus sind wir der Herstellung der weltweit ersten Antimateriemoleküle einen Schritt näher gekommen, indem wir mithilfe unserer Lasermanipulationstechnologie Antiatome miteinander verbinden", sagte Momose in der Embargo-Pressemitteilung.
Diese neuesten Ergebnisse sind ein Wendepunkt für jahrzehntelange Antimaterieforschung seitens ALPHA - die 2011 mit der Erzeugung und Eindämmung von Wasserstoff für tausend Sekunden begann - ein Weltrekord. Die Zusammenarbeit gab der Welt auch einen ersten Einblick in dieAntiwasserstoffspektrum im Jahr 2012, das der Wirkung der Schwerkraft auf die Antimaterie im Jahr 2013 Grenzen setzt und schließlich im Jahr 2020 die Antimaterie als zentrales spektroskopisches Objekt enthüllte. Wir sind weit davon entfernt, die Antimaterie zu nutzen. eine brauchbare Stromquelle aber der Weg zu technischen Anwendungen für das flüchtige Material ist mit Fortschritten wie diesem gepflastert, weitere werden in den kommenden zehn Jahren folgen.