Először sikerült egyetlen pozitront, az elektron antianyag-megfelelőjét pontosan irányítható kvantumállapotba hozni – erről az Illinos állambeli Northwestern Egyetem kutatói számoltak be a Physical Review Letters című folyóiratban megjelent tanulmányukban .
Az antianyag kezelése azért különösen nehéz, mert amint egy pozitron közönséges anyaggal, például egy elektronnal találkozik, mindkettő megsemmisül, így hagyományos tartályban nem lehet tárolni.
A kutatók ezért egy elektromos és mágneses mezőket kombináló csapdát használtak , amely egy szinte tökéletes vákuum közepén lebegteti a részecskét, így az semmihez sem ér hozzá.
A pozitront a radioaktív nátrium-22 bomlásából nyerték, majd a nagy sebességgel kilépő részecskét lelassították, a csapdába vezették, és mintegy 0,3 kelvinre, vagyis nagyjából -272,85 Celsius-fokra hűtötték.
Így a pozitron a legalacsonyabb energiájú kvantumállapotába került, és hónapokig a csapdában maradt.
A kutatók által egypozitronos kvantumciklotronnak nevezett rendszerben a pozitron egyfajta mesterséges atomként viselkedik, amelynek energiaszintjei pontosan szabályozhatók és megfigyelhetők.
A csapat gondosan hangolt mikrohullámokkal apró energiaadagokat juttatott a részecskének, és ki tudta mutatni az ebből eredő kvantumátmeneteket.
Erre a pontosságra azért van szükség, mert a végső cél a pozitron mágneses tulajdonságainak rendkívül precíz megmérése.
A kutatást vezető Gerald Gabrielse csoportja korábban egyetlen elektron mágneses momentumát körülbelül tízbilliomod pontossággal mérte meg, ami az elemi részecskékről valaha végzett egyik legpontosabb mérés.
Most ugyanezt a mérést a pozitronnal is elvégeznék, majd összevetnék a két eredményt.
Az összehasonlítás a részecskefizika standard modelljének egyik legszigorúbb próbája lehet.
A modell szerint az elektron és a pozitron egymás szinte tökéletes tükörképei, a mérési eredményeknek tehát egyezniük kell.
Ha mégis eltérés mutatkozna, az rést nyitna az elméleten, és segíthetne megmagyarázni, miért áll a világegyetem szinte kizárólag anyagból .
Az ősrobbanásnak ugyanis elvileg ugyanannyi anyagot és antianyagot kellett volna létrehoznia, amelyek kölcsönösen megsemmisítették volna egymást.
Gabrielse szerint a jelenlegi elméletek alapján nem várható különbség, de ha mégis lenne, az az évszázad legnagyobb felfedezése lehetne a fizikában.
Kapcsolódó cikkek: ]]>
Vélemények és hozzászólások
Vitatkozz a témáról kulturáltan. A hozzászólásokra a közösségi irányelveink és az adatvédelmi tájékoztató vonatkozik.