Φυσικοί μέτρησαν με ακρίβεια τη μαγνητική ροπή αντιπρωτονίου

Μια διεθνής ομάδα φυσικών, αναφέρει σε μια νέα μελέτη η οποία δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Nature Communications, τη διαπίστωσή τους, ότι η μαγνητική ροπή του αντιπρωτονίου είναι εξαιρετικά κοντά σε αυτή του πρωτονίου, με έξι φορές μεγαλύτερη ακρίβεια από ό, τι πριν.

Η ιδέα ότι πρέπει να υπάρχει η αντιύλη, υπάρχει από τα τέλη του 1920. Η ιδέα ήρθε μόλις λίγα χρόνια μετά την ανακάλυψη των ποζιτρονίων, των αντισωματιδίων των ηλεκτρονίων. Ενώ τα ποζιτρόνια εμφανίζονται φυσικά στη Γη, τα αντιπρωτόνια πρέπει να δημιουργηθούν τεχνητά.

Για την εκτέλεση των πειραμάτων τους, οι ερευνητές πήραν αντιπρωτόνια που δημιουργήθηκαν από τον CERN’s Antiproton Decelerator και τα τοποθέτησαν σε μια ισχυρή μαγνητική συσκευή, που ονομάζεται μια παγίδα Penning, όπου θα μπορούσαν να αποθηκευτούν για περιόδους μεγαλύτερες από ένα χρόνο.

Κατά τη διάρκεια των μετρήσεων τους, οι ερευνητές πήραν ατομικά αντιπρωτόνια από την παγίδα συγκράτησής τους και τα μετέφεραν σε μια άλλη παγίδα, όπου ψύχθηκαν σε σχεδόν απόλυτο μηδέν και στη συνέχεια τοποθετήθηκαν σε ένα ισχυρό και περίπλοκο μαγνητικό πεδίο, επιτρέποντας  στους ερευνητές να μετρήσουν την μαγνητική ροπή.

Η μαγνητική ροπή (συντελεστής g), προσδιορίστηκε με βάση τις έξι μεμονωμένες μετρήσεις με αβεβαιότητα μόλις 0,8 μέρη ανά εκατομμύριο. Η τιμή των 2.7928465 (23) είναι έξι φορές πιο ακριβής από ότι το προηγούμενο ρεκόρ που επιτεύχθηκε από μια άλλη ομάδα του CERN το 2013. Ως πρόσφατα, το 2011, η μαγνητική ροπή του αντιπρωτονίου ήταν γνωστή μόνο με ακρίβεια τριών δεκαδικών ψηφίων.

Το νέο αποτέλεσμα είναι σύμφωνο με τον συντελεστή g του πρωτονίου όπως μετρήθηκε στο Mainz το 2014, με τιμή 2,792847350 (9).

«Βλέπουμε μια βαθιά αντίφαση ανάμεσα στο Καθιερωμένο Μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής, σύμφωνα με το οποίο το πρωτόνιο και το αντιπρωτόνιο είναι πανομοιότυπες εικόνες το ένα του άλλο, και το γεγονός ότι στις κοσμολογικές κλίμακες, υπάρχει ένα τεράστιο χάσμα μεταξύ του ποσοστού της ύλης και του ποσοστού της αντιύλης στο σύμπαν», αναφέρουν οι ερευνητές στη μελέτη τους.

«Το πείραμά μας έχει δείξει, με βάση μια μέτρηση έξι φορές πιο ακριβές από οτιδήποτε έχει μετρηθεί σήμερα, ότι το Καθιερωμένο Μοντέλο δεν παραβιάζεται, και ότι φαίνεται να μην υπάρχει διαφορά στις μαγνητικές ροπές των πρωτονίων/αντιπρωτονίων».

Παραπομπές

H.Nagahama et al. Sixfold improved single particle measurement of the magnetic moment of the antiproton. Nature Communications (2017). DOI: 10.1038/ncomms14084

ΑΝΔΡΕΑΣ ΓΡΗΓΟΡΙΟΥ

Παιδί της επιστήμης και της τεχνολογίας, παρέα με ένα γάτο κοιτάζει το σύμπαν και θέτει ερωτήσεις

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *