Yaqinda o'tkazilgan tadqiqotda Yevropa yadroviy tadqiqotlar markazi (CERN) qoshidagi AEgIS tizimi muvaffaqiyatli ishladilazer bilan sovutilgan pozitroniy ionlari, lazerga o'xshash gamma nurlarini chiqaradigan materiya-antimateriya tizimiga muhim qadam qo'yish.
Ushbu eksperiment natijalari nafaqat antimateriya va materiyaning Yerga bir xil tarzda tushishi yoki yo'qligini yuqori aniqlikdagi sinovdan o'tkazish uchun kuchli yordam beradi, balki gamma-nurlarini ishlab chiqarish imkoniyatini o'z ichiga olgan antimateriya tadqiqotlarining butunlay yangi doirasiga yo'l ochadi. lazerlar.
Aegis tizimi (AEgIS) CERN antimodda fabrikasida vodorodga qarshi atomlarni ishlab chiqarish va o'rganish bo'yicha bir nechta tajribalardan biri bo'lib, uning maqsadi antimateriya va materiyaning Yerga bir xil tarzda tushishini yuqori aniqlik bilan sinab ko'rishdir.
Yaqinda Physical Review Letters jurnalida chop etilgan maqolada, AEgIS hamkorligi nafaqat ushbu maqsadga erishishga yordam beradigan, balki gamma-nur lazerlarini ishlab chiqarish istiqbollarini o'z ichiga olgan antimateriya tadqiqotlarining butunlay yangi qatoriga yo'l ochadigan eksperimental muvaffaqiyat haqida xabar beradi. , bu tadqiqotchilarga atom yadrosini ko'rish va fizikadan tashqari ilovalarga ega bo'lish imkonini beradi.
CERN antimodda fabrikasida o'tkazilgan bir nechta tajribalardan biri bo'lgan AEgIS maqsadi vodorodga qarshi atomlarning tabiatini o'rganishdir. Anti-vodorodni (antiproton atrofida aylanadigan pozitron) yaratish uchun AEgIS pozitronlar nurini (pozitron atrofida aylanadigan elektron) Antimadda fabrikasi tomonidan yaratilgan va sekinlashtirilgan antiprotonlar bulutiga yo'naltiradi. Antiproton va pozitron antiproton bulutida uchrashganda, pozitron o'z pozitronini antiprotonga beradi, natijada vodorodga qarshi hosil bo'ladi.
Bu jarayon AEgISga pozitronni, antimateriya tizimini o‘rganishga imkon beradi, chunki u faqat ikkita nuqta zarrachasini – elektron va uning antimaterini o‘z ichiga oladi.
Biroq, pozitron sekundning 142 milliarddan bir qismiga teng juda qisqa umrga ega va keyinchalik gamma nurlariga aylanadi. Ushbu qisqa muddatli zarrachani o'rganish uchun AEgIS jamoasi pozitronlar namunasiga lazerli sovutish texnikasini muvaffaqiyatli qo'lladi.
Bu AEgIS jamoasi tomonidan amalga oshirilgan jasoratdir. Pozitron namunasiga lazerli sovutishni qo‘llash orqali ular namunadagi haroratni 380 darajadan Selsiy bo‘yicha 170 darajagacha, ya’ni yarmidan ko‘proqqa kamaytirishga muvaffaq bo‘lishdi. Bu jasorat keyingi tajribalar uchun mustahkam poydevor yaratadi va jamoa haroratni 10 Kelvindan pastga tushirishni maqsad qilgan.
Lazer bilan sovutilgan pozitronlarning muvaffaqiyati antimateriya tadqiqotlari uchun yangi imkoniyatlar ochadi. Birinchidan, u yangi fizikani ochishga yordam beradigan modda-antimateriya tizimlarini yuqori aniqlikdagi o'lchash imkonini berdi. Ikkinchidan, ushbu texnika tadqiqotchilarga pozitron Bose-Eynshteyn kondensatlarini ishlab chiqarish imkonini berdi, bu kondensatlarning barcha komponentlari bir xil kvant holatini egallaydi. Bunday kondensatlar kogerent gamma-nurlarini yaratish uchun nomzod bo'lib, tadqiqotchilarga atom yadrolarini ko'rish imkonini beradi.
"Agar Bose-Eynshteyn antimateriya kondensati kogerent gamma-nurlarini ishlab chiqarishga qodir bo'lsa, u fundamental va amaliy tadqiqotlar sohasida g'oyat kuchli vosita bo'lib, tadqiqotchilarga atom yadrolari sirlarini tushunish imkonini beradi". - dedi Ruggero Caravita.
Eslatib o'tamiz, lazerli sovutish texnologiyasi birinchi marta uch yil oldin antimateriya atomlariga qo'llanilgan. Asosiy printsip atomlarning foton yutilishi va emissiyasining tsiklik jarayoni orqali asta-sekin sekinlashuvida yotadi, bu asosan kichik chastota diapazonida yorug'lik chiqaradigan tor diapazonli lazerlar tomonidan amalga oshiriladi. Biroq, AEgIS jamoasi o'z tadqiqotlarida noyob keng polosali lazer texnologiyasidan foydalangan.
Ruggero Caravita yana shunday tushuntiradi: "Keng polosali lazer texnikasining afzalligi shundaki, u nafaqat pozitronlarning kichik namunasini, balki pozitronlarning ancha katta namunasini ham samarali sovutishi mumkin. Bundan tashqari, biz hech qanday tashqi elektr yoki magnit maydonlardan foydalanmadik. tajriba, bu nafaqat tajriba o'rnatishni soddalashtiradi, balki pozitronlarning ishlash muddatini ham uzaytiradi.
AEgIS hamkorlik tashkiloti pozitron lazerli sovutish bo'yicha o'z tadqiqot natijalarini turli texnikalardan foydalangan holda mustaqil guruhlar bilan o'rtoqlashdi va shu kuni butun dunyo bo'ylab tadqiqotchilarning ma'lumotnomasi va ma'lumotlari uchun ushbu muhim natijani arXiv preprint serveriga joylashtirdi.
