Por primera vez, los físicos del CERN han observado una transición de energía atómica de referencia en anitidrógeno, un paso importante hacia el enfriamiento y la manipulación de la forma básica de antimateria.
"La transición Lyman-alfa es la transición más básica e importante en los átomos de hidrógeno regulares, y capturar el mismo fenómeno en el antihidrógeno abre una nueva era en la ciencia de la antimateria", dijo Takamasa Momose, químico y físico de la Universidad de Columbia Británicaquien dirigió el desarrollo del sistema láser utilizado para manipular el anitidrógeno.
"Este enfoque es una puerta de entrada para enfriar el antihidrógeno, lo que mejorará en gran medida la precisión de nuestras mediciones y nos permitirá probar cómo interactúan la antimateria y la gravedad, que sigue siendo un misterio".
Los resultados se publicaron hoy en Naturaleza .
La antimateria, aniquilada por el impacto con la materia, es notoriamente difícil de capturar y trabajar. Pero su estudio es clave para resolver uno de los grandes misterios del universo: por qué la antimateria, que debería haber existido en cantidades iguales para la materia enEl tiempo del Big Bang, casi ha desaparecido.
"Esto nos acerca un poco más a responder algunas de estas grandes preguntas en física", dijo Makoto Fujiwara, portavoz de Canadá para la colaboración de investigación de antihidrógeno ALPHA del CERN, y un físico con TRIUMF, el centro acelerador de partículas de Canadá ". En las últimas décadas, los científicos han podido revolucionar la física atómica utilizando la manipulación óptica y el enfriamiento por láser, y con este resultado podemos comenzar a aplicar las mismas herramientas para explorar los misterios de la antimateria ".
Un átomo de antihidrógeno, que consiste en un antiprotón y un positrón, es la contraparte de la antimateria de un átomo de hidrógeno, hecho de un solo protón con un electrón en órbita.
La llamada transición Lyman-alfa, vista por primera vez en el hidrógeno hace más de 100 años, se mide como una serie de emisiones ultravioletas cuando el electrón de un átomo de hidrógeno se mueve de un orbital bajo a uno orbital alto. Utilizando pulsos láserque duraron nano segundos, Momose, Fujiwara, colegas canadienses y la colaboración internacional de ALPHA en el CERN lograron la misma transición en varios cientos de átomos de antihidrógeno atrapados magnéticamente en el vacío.
Aparte del desafío muy real de atrapar tantos átomos de antihidrógeno el tiempo suficiente para trabajar con ellos, ajustar los componentes del sistema láser llevó años.
"No puedes ver los pulsos de láser que estás usando para excitar el antihidrógeno y cambiar los orbitales", dice Momose. "¡Entonces, nuestro equipo estaba esencialmente trabajando y resolviendo problemas del sistema láser en la persiana!"
El siguiente paso del equipo es utilizar la innovación láser para ayudar a producir muestras frías y densas de antátomos para espectroscopía de precisión y mediciones de gravedad.
Acerca de ALPHA
ALPHA es una colaboración internacional de investigación de antimateria con sede en el CERN, que comprende 50 científicos de ocho países. El equipo canadiense de ALPHA está formado por científicos y estudiantes de la Universidad de Columbia Británica UBC, TRIUMF, la Universidad Simon Fraser, la Universidad de Calgary,y la Universidad de York. El equipo láser Lyman-alpha está dirigido por Takamasa Momose UBC y está formado por científicos, estudiantes, postdoctorados de UBC, TRIUMF y Calgary. La investigación de ALPHA-Canadá está financiada en parte por NSERC, NRC / TRIUMF y elCFI.
Acerca del CERN
En la Organización Europea para la Investigación Nuclear, los físicos e ingenieros están investigando la estructura fundamental del universo. Utilizan los instrumentos científicos más grandes y complejos del mundo para estudiar los componentes básicos de la materia: las partículas fundamentales. Las partículas están hechas paracolisionan juntos a una velocidad cercana a la de la luz. El proceso proporciona a los físicos pistas sobre cómo interactúan las partículas y proporciona información sobre las leyes fundamentales de la naturaleza.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Columbia Británica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :