Los científicos de la colaboración internacional ALPHA han empujado una vez más los límites de la investigación antimateria con su último avance en el estudio de las propiedades del antihidrógeno. Publicado en la revista Naturaleza , el resultado de la colaboración mejoró la medición de la carga de antihidrógeno, esencialmente cero, en un factor de 20. Su trabajo es la última contribución en la búsqueda para perseguir la respuesta a la pregunta básica de antimateria, "Si la materia y la antimateria fuerancreado en cantidades iguales durante el Big Bang, ¿a dónde se fue toda la antimateria? "
"Eso significa que la carga eléctrica del antihidrógeno, el análogo de la antimateria del hidrógeno, puede descartarse como la respuesta a la pregunta de la antimateria", dice el profesor de la Universidad de York Scott Menary, miembro de ALPHA ". El punto del experimento fuepara buscar una pista de cómo o dónde están equivocadas nuestras predicciones de la naturaleza ", continúa Menary." Algo falta en nuestro entendimiento; de lo contrario, la materia y la antimateria en el Big Bang se habrían aniquilado entre sí y no habría universo hoy.Las interacciones de la materia y la antimateria de alguna manera deben ser diferentes ".
La física dicta que para cada partícula de materia hay una antipartícula cargada opuestamente con una masa igual. Un átomo de antihidrógeno debe tener exactamente la misma carga que el hidrógeno cero. Esto se debe a que el antiprotón y el antielectrón positrón, que forman el antihidrógeno, debe tener exactamente la carga opuesta del protón y el electrón que forman el hidrógeno.
El Dr. Andrea Capra, un ex estudiante de doctorado de Menary's ahora en TRIUMF que jugó un papel importante en el análisis detrás de este resultado, dice: "Tomamos la carga de la materia y la antimateria por sentado, sin embargo, no puede analizar datoso hacer un experimento asumiendo que es verdad "
Este resultado mostró que el antihidrógeno y el hidrógeno son de hecho eléctricamente neutros a un nivel 20 veces más preciso que antes. Dado que la carga antiprotón también se conoce con una precisión similar, la colaboración también ha mejorado la mejor precisión anterior en la carga de positrones porun factor de 25. Si bien ambos resultados confirman el Modelo Estándar, han limitado las posibles extensiones a él.
Capra señala que este trabajo aborda una pieza de un rompecabezas más grande. Al comparar la materia normal con la antimateria, dice que "existe la pieza que compara sus cargas, la pieza que compara sus espectros de luz y la pieza que compara cómo responden agravedad ". La última pieza será investigada por un experimento dedicado, ALPHA-g, encabezado por la Universidad de Calgary e incluyendo a los miembros canadienses de la colaboración.
El experimento fue el primero en usar el sistema "ALPHA-2" actualizado que comenzó a funcionar el año pasado. El componente más grande, el criostato de enfriamiento, fue diseñado y construido en TRIUMF y la Universidad de Calgary por un equipo dirigido por el Ingeniero de Investigación Mecánica CamMarshall y el investigador científico ahora emérito Art Olin. Los científicos de la Universidad Simon Fraser y la Universidad de Columbia Británica también contribuyeron a la construcción y montaje del aparato ALPHA-2, incluido el criostato.
Marshall explicó que "el criostato alberga un imán octopolo único con la trampa de antimateria, en el que se alimenta el sistema de espectroscopía láser, el sistema de microondas, el enfriamiento de helio líquido, los cables de corriente superconductores, el cableado de diagnóstico y el blindaje térmico.¡en un espacio pequeño! "Según Olin, el éxito del experimento fue" facilitado por el ambiente criogénico estable y la mayor tasa de captura de esta nueva trampa atómica ". El experimento fue complicado porque el equipo tuvo que aislar el antihidrógeno dentro de un sofisticado" magnético "botella "sin que entre en contacto con la materia, ya que luego se aniquilaría y desaparecería.
Después de pasar la primera prueba de su aparato mejorado con gran éxito, la Colocación ALFA está ansiosa por atacar las otras piezas aún más emocionantes del rompecabezas de la antimateria en los próximos años.
"Ahora veremos las otras piezas del rompecabezas, como el color de la luz emitida por el antihidrógeno, y probaremos si el hidrógeno y el antihidrógeno emiten luz de la misma manera", dice Capra. "También estamos trabajando para medirla aceleración gravitacional del antihidrógeno y determinar si la materia y la antimateria tienen el mismo comportamiento gravitacional. Los próximos años serán muy emocionantes ".
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Materiales proporcionado por Universidad de York . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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