Ученые разработали новый метод охлаждения частиц, который позволит упростить измерение свойства протонов и антипротонов, называемого магнитным моментом. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Согласно стандартной модели, наша вселенная должна иметь равное количество вещества и антивещества. Однако в реальности это не так. Ученые со всего мира пытаются выяснить причину подобного явления. Одно из самых перспективных направлений – изучение того, существуют ли различия в магнитном моменте протона и антипротона. Используя ловушку Пеннинга, способную улавливать и обнаруживать частицы, команда ученых из коллаборации BASE смогла повысить точность измерений протонного и антипротонного магнитного момента в 30 раз. Это привело к тесту симметрии вещества/антивещества на уровне 1,5 части на миллиард. Выяснилось, что магниты в протоне и антипротоне похожи на девять знаковых фигур.
Чтобы точно измерить магнитный момент, частицы необходимо поддерживать при температурах, близких к абсолютному нулю, то есть -273,15 °C. В более ранних экспериментах холодные температуры получали с помощью неэффективных и трудоемких методов. В новом исследовании команда продемонстрировала новый метод симпатического охлаждения протона путем соединения частицы с облаком ионов 9Be+ с лазерным охлаждением. Симпатическое охлаждение – это процесс, при котором частицы одного типа охлаждают частицы другого типа. С помощью этой техники группа охладила резонансный режим макроскопической сверхпроводящей настроенной схемы ионами с лазерным охлаждением. Также команда добилась симпатического охлаждения одного захваченного протона, достигнув температур, близких к абсолютному нулю.
«Наше достижение можно применить не только в измерениях протонного и антипротонного магнитного момента. Это новая технология, которую можно добавить в набор инструментов для ловушек Пеннинга. Также она имеет потенциальные применения в других измерениях ядерного магнитного момента, сверхточных сравнениях отношения заряда к массе в ловушках Пеннинга или даже в повышении производства антиводорода», – заключает Стефан Ульмер, один из участников исследования, представитель коллаборации BASE (Baryon Antibaryon Symmetry Experiment).
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Facebook и Twitter.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
