Eðlisfræðingar halda stakri andefnisögn í marga mánuði

Eðlisfræðingar við Northwestern University hafa náð stakri pósitrónu, andefnisstæðu rafeindarinnar, og kæld hana niður í grunnástand skammtafræðinnar inni í Penning-gildru. Teymið kallar tækið "einnar pósitrónu skammtahringhraðal" og ögnin hefur haldist föst í marga mánuði. Rannsóknin, sem Gerald Gabrielse leiddi, var birt miðvikudaginn 21. október í Physical Review Letters. Vísindamennirnir vilja nota tækið til að mæla segulvægi pósitrónunnar og bera það saman við rafeindina. Sá samanburður myndi prófa grundvallarsamhverfu staðallíkansins.phys.org+2

Að veiða andefni án veggja

Pósitrónurnar koma frá geislavirku natríum-22 sem sendir þær frá sér með orku allt að 546 kíló-rafeindavoltum. Gildran er haldið við 300 millikelvín, sem samsvarar varmaorku sem er meira en 10 stærðargráðum lægri. Pósitrónurnar eru fyrst hægðar í wolfram-mótor. Sumar þeirra grípa síðan rafeind og mynda rafhlutlaust pósitróníum sem getur farið í gegnum 625 míkrómetra op inn í örbylgjuhelli gildrunnar sem er nánast lokaður. Inni í henni rífur rafsvið gildrunnar rafeindina af og pósitrónan verður eftir. Að hlaða stakri pósitrónu tekur nú 8 til 11 klukkustundir.physics.aps.org

"Ef þú vilt halda í andefni verður þú að geyma það í íláti án veggja," sagði Gabrielse við Scientific American. Teymið sýndi einnig fram á að hægt væri að bæta við nákvæmu magni af orku með stilltum örbylgjum og greina einstök skammtastökk pósitrónunnar. Thomas Myers, doktorsnemi, er aðalhöfundur greinarinnar.scientificamerican.com+1

Speglapróf fyrir staðallíkanið

Hópur Gabrielse hefur áður notað eins rafeindar skammtahringhraðal til að mæla segulvægi rafeindarinnar með nákvæmni upp á einn hluta af 10 billjónum. Mælingar á pósitrónum hafa dregist aftur úr. Besti samanburðurinn á rafeind og pósitrónu kemur enn frá tilraun frá 1987, sem fann g-stuðlana jafna innan 2,1 hluta af billjón. Eðlisfræðingurinn Paolo Crivelli hjá ETH Zurich skrifaði að nýja tækið opni leið til 30-faldrar aukningar á nákvæmni fyrir pósitrónuna.phys.org+1

Samkvæmt CPT-samhverfu ættu ögn og andögn hennar að hafa segulvægi sem eru jafnstór en með gagnstæðum formerkjum. Staðfestur munur "myndi ögra sjálfum undirstöðum" afstæðisbundinnar skammtafræði, skrifaði Crivelli. Það gæti einnig hjálpað til við að útskýra hvers vegna alheimurinn inniheldur mun meira af efni en andefni. Roni Harnik, fræðimaður við Fermilab sem tók ekki þátt í verkinu, kallaði þetta "spennandi þróun sem gerir okkur kleift að prófa grundvallarsamhverfu".physics.aps.org+1

"Núverandi kenningar benda til þess að enginn munur verði á mælingunum tveimur," sagði Gabrielse. "Ef í ljós kemur að þær eru ekki jafnar væri það mesta uppgötvun í eðlisfræði síðustu aldar".phys.org