Фізики утримували позитрон у пастці протягом кількох місяців
Фізики Північно-Західного університету утримували позитрон у вакуумній пастці місяцями для точних квантових вимірювань.
Команда фізиків Північно-Західного університету США утримувала один позитрон — античастинку електрона — у вакуумній пастці протягом кількох місяців. Дослідники охолодили частинку до температури, близької до абсолютного нуля, та змогли з високою точністю контролювати її квантові стани без прямого контакту, повідомляє Wired.
Пастка для античастинки
Експеримент описали в журналі Physical Review Letters. Група під керівництвом Джеральда Габріелзе створила пристрій, який назвали квантовим циклотроном для одного позитрона. Електричні та магнітні поля в ньому утримували античастинку у вакуумі.
Позитрон є античастинкою електрона: він має таку саму масу, але протилежний електричний заряд. Вивчати такі частинки складно, оскільки під час контакту зі звичайною речовиною вони анігілюють, вивільняючи енергію. Для ізоляції античастинок у лабораторіях застосовують вакуумні камери та електромагнітні поля, однак дослідження їхньої поведінки на квантовому рівні досі було обмеженим.
Порівняння з електроном
У новому підході частинку не знищували під час вимірювань, тому науковці могли повторювати їх, зберігаючи той самий позитрон у пастці місяцями. Перебування поблизу найнижчого енергетичного стану також дало змогу контрольовано змінювати його квантову поведінку.
Мета таких експериментів — точніше порівняти магнітні властивості позитрона та електрона. Теорія передбачає, що кожній частинці речовини відповідає античастинка, а їхні властивості мають бути дуже подібними. Водночас у Всесвіті спостерігають переважно звичайну речовину, хоча теоретично матерії та антиматерії мало б бути порівну.
За даними Американського фізичного товариства, новий пристрій потенційно дасть змогу вимірювати властивості античастинок приблизно у 30 разів точніше, ніж раніше. Наразі експеримент не виявив несподіваних відмінностей між електроном і позитроном, але розширив можливості для їх пошуку. Якщо майбутні вимірювання покажуть різну реакцію цих частинок на магнітні поля, фізикам доведеться переглянути частину законів, якими пояснюють поведінку речовини й антиматерії.
