Onderzoekers van Simon Fraser University betrokken bij grote mondiale doorbraak in antimaterie – SFU News

Antimaterie is gekoppeld aan een van ‘s werelds grootste mysteries. De natuurkunde voorspelt dat wanneer we materie creëren, we ook gelijke hoeveelheden antimaterie creëren. Er lijkt echter vrijwel geen antimaterie in ons universum te voorkomen, een feit dat natuurkundigen al lang in verwarring brengt.

Nu hebben natuurkundigen van de Simon Fraser Universiteit, de Universiteit van Calgary, de Universiteit van British Columbia, York University, het British Columbia Institute of Technology en onderzoeksinstellingen van over de hele wereld zojuist een al lang bestaande vraag beantwoord die zal leiden tot een dieper begrip van antimaterie: valt het? Of valt het?

Het Antihydrogen Laser Physics (ALPHA)-instrument van CERN, de Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek, heeft de eerste directe meting van het effect van de zwaartekracht op de beweging van antimaterie voltooid met behulp van het nieuwe ALPHA-g-instrument.

Zoals verwacht door een groot deel van de wetenschappelijke gemeenschap, bevestigt het nieuwe resultaat dat antimaterie inderdaad naar beneden valt. Dit is een enorme wetenschappelijke en technische prestatie die een sprong voorwaarts betekent in de wereld van antimaterieonderzoek. samenwerking De resultaten worden gepubliceerd in natuur deze week.

“Sciencefiction staat vol met fantastische afbeeldingen van anti-zwaartekracht, waaronder verschillende materialen en apparaten die de zwaartekracht blokkeren, of die op mysterieuze wijze naar boven vallen. Maar wat gebeurt er in de echte wereld?”, Zegt emeritus natuurkundeprofessor Michael Hayden van de SFU, lid van de ALPHA-samenwerking. “Het is niet verrassend dat het vele jaren heeft geduurd om dit punt te bereiken. Zwaartekracht is de zwakste kracht die we kennen, en op atomaire schaal wordt deze volledig overschaduwd door elektrische en magnetische interacties.

Haydens expertise op het gebied van magnetische velden, microgolven en magnetische resonantie-experimenten speelde een sleutelrol bij het vangen van antimaterie in de instrumenten die in het experiment werden gebruikt, waardoor wetenschappers voor het eerst het effect van de zwaartekracht op antimaterie konden observeren.

“Onze focus bij SFU was om deze magnetische velden zo nauwkeurig en snel mogelijk te karakteriseren”, zegt hij. “We zijn tien jaar geleden begonnen met de nadruk op NMR-onderzoek, maar de echte ruggengraat van dit artikel bleken de allernieuwste elektronencyclotronresonantie-experimenten te zijn, uitgevoerd met behulp van microgolven en gevangen elektronenplasma’s.”

ALPHA heeft eerder nauwkeurige metingen gedaan van de lading van anti-waterstof en de frequenties van enkele van de belangrijkste spectraallijnen, die tot nu toe overeenkomen met die van gewone waterstof. Deze nieuwe meting vertegenwoordigt de eerste nauwkeurige metingen van de zwaartekrachteigenschappen van antimaterie, om te bepalen of deze op precies dezelfde manier valt als materie.

Wat volgt? Dit is eigenlijk nog maar het begin, zegt Hayden.

Hoewel het meer dan tien jaar duurde om het apparaat te plannen, ontwerpen en bouwen en de technieken te ontwikkelen die nodig zijn om dit experiment uit te voeren, willen Hayden en zijn medewerkers bij ALPHA de zwaartekrachtinteractie tussen materie en antimaterie zo nauwkeurig mogelijk meten.

“De volgende stap zal zijn om de anti-atomen af ​​te koelen met een laser, om hun beweging te vertragen en ons een grotere gevoeligheid te geven voor zwaartekrachtinteracties”, zegt hij.