Разработан метод измерения воздействия гравитационных сил на частицы антивещества
Разработан метод измерения воздействия гравитационных сил на частицы антивещества
Поскольку антиматерия является весьма редкой и крайне короткоживущей, ученым до сих пор известно не очень многое о ее физических свойствах. И одним из главных вопросов, касающихся свойств антиматерии, является вопрос о том, как влияют гравитационные силы на поведение частиц антивещества. В этом направлении существует масса теорий, некоторые, самые экзотические из которых утверждают о том, что антиматерия обладает свойством антигравитации. И для того, чтобы окончательно расставить все точки над i в этом вопросе, требуется проведение экспериментов, которые позволят произвести непосредственные измерения взаимодействия сил гравитации с частицами антивещества. Группа ученых из Калифорнийского университета в Беркли предлагает провести экспериментальные исследования с помощью разработанной ими новой методики, в которой специальным устройством, интерферометром, может быть измерено воздействие гравитации на переохлажденные атомы антиводорода.[Spoiler (click to open)]
Ученые остановили свой выбор на атомах антиводорода в связи с их относительной доступностью, в лабораториях CERN ученые получают такие атомы в количестве одного атома за 15 минут. Эти атомы, загнанные в магнитную ловушку, будут охлаждены до температуры в 1 градус выше абсолютного нуля и с помощью света лазера направлены в область датчика интерферометра. Из-за чрезвычайно низкой температуры поведение атомов антивещества должно претерпеть кардинальные изменения. Их корпускулярные свойства, которые определяют атом как частицу, должны сдвинуться на второй план, а на первый план должны выдвинуться волновые свойства, которые описывают частицу как квант электромагнитной волны. Волновые свойства частиц антиматерии могут быть измерены гораздо более простыми дистанционными методами, нежели корпускулярные свойства и это позволит ученым измерить эффекты воздействия сил гравитации на атомы антиводорода.
Поскольку количество атомов антиводорода, задействованных в эксперименте, будет строго лимитировано, ученые при помощи уникальной магнитной ловушки будут пытаться произвести множество измерений характеристик одного и того же атома, который, передвигаясь в кольце ловушки, будет проходить замкнутый цикл охлаждения и последующих измерений, избегая контакта с частицами обычной материи. Предполагается, что с использованием имеющегося на сегодняшний день оборудования измерения характеристик антиматерии могут быть проведены с 1-процентной погрешностью, а усреднение множества результатов идентичных измерений позволит поднять точность результата минимум в 10 тысяч раз.
В завершение стоит отметить, что в случае удачных измерений воздействия сил гравитации на частицы антиматерии, полученные результаты позволят пролить свет на множество загадок таинственного антивещества. Более того, благодаря этому ученые смогут узнать некоторые нюансы, которые прольют свет на природу сил гравитации и это сможет дать толчок к исследованиям и экспериментам, результатом которых станет разработка технологий антигравитации.
http://phys.org/news/2014-04-method-gravitational-impact-antimatter.html
Поскольку антиматерия является весьма редкой и крайне короткоживущей, ученым до сих пор известно не очень многое о ее физических свойствах. И одним из главных вопросов, касающихся свойств антиматерии, является вопрос о том, как влияют гравитационные силы на поведение частиц антивещества. В этом направлении существует масса теорий, некоторые, самые экзотические из которых утверждают о том, что антиматерия обладает свойством антигравитации. И для того, чтобы окончательно расставить все точки над i в этом вопросе, требуется проведение экспериментов, которые позволят произвести непосредственные измерения взаимодействия сил гравитации с частицами антивещества. Группа ученых из Калифорнийского университета в Беркли предлагает провести экспериментальные исследования с помощью разработанной ими новой методики, в которой специальным устройством, интерферометром, может быть измерено воздействие гравитации на переохлажденные атомы антиводорода.[Spoiler (click to open)]
Ученые остановили свой выбор на атомах антиводорода в связи с их относительной доступностью, в лабораториях CERN ученые получают такие атомы в количестве одного атома за 15 минут. Эти атомы, загнанные в магнитную ловушку, будут охлаждены до температуры в 1 градус выше абсолютного нуля и с помощью света лазера направлены в область датчика интерферометра. Из-за чрезвычайно низкой температуры поведение атомов антивещества должно претерпеть кардинальные изменения. Их корпускулярные свойства, которые определяют атом как частицу, должны сдвинуться на второй план, а на первый план должны выдвинуться волновые свойства, которые описывают частицу как квант электромагнитной волны. Волновые свойства частиц антиматерии могут быть измерены гораздо более простыми дистанционными методами, нежели корпускулярные свойства и это позволит ученым измерить эффекты воздействия сил гравитации на атомы антиводорода.
Поскольку количество атомов антиводорода, задействованных в эксперименте, будет строго лимитировано, ученые при помощи уникальной магнитной ловушки будут пытаться произвести множество измерений характеристик одного и того же атома, который, передвигаясь в кольце ловушки, будет проходить замкнутый цикл охлаждения и последующих измерений, избегая контакта с частицами обычной материи. Предполагается, что с использованием имеющегося на сегодняшний день оборудования измерения характеристик антиматерии могут быть проведены с 1-процентной погрешностью, а усреднение множества результатов идентичных измерений позволит поднять точность результата минимум в 10 тысяч раз.
В завершение стоит отметить, что в случае удачных измерений воздействия сил гравитации на частицы антиматерии, полученные результаты позволят пролить свет на множество загадок таинственного антивещества. Более того, благодаря этому ученые смогут узнать некоторые нюансы, которые прольют свет на природу сил гравитации и это сможет дать толчок к исследованиям и экспериментам, результатом которых станет разработка технологий антигравитации.
http://phys.org/news/2014-04-method-gravitational-impact-antimatter.html