Material of portal nuclear knowledge BelNET
article / document resource request "1572"
2022-01-12 Коллаборация BASE сообщает: "BASE breaks new ground in matter–antimatter comparisons" - "BASE открывает новые горизонты в сравнении материи и антиматерии".
В статье, опубликованной в журнале Nature, коллаборация BASE в ЦЕРН сообщает о наиболее точном сравнении между протонами и антипротонами, аналогами протонов из антивещества. Анализируя измерения протонов и антипротонов, проведенные в течение полутора лет на фабрике антиматерии ЦЕРН, уникальном объекте для производства и анализа антиматерии, команда BASE измерила отношение электрического заряда к массе протона и антипротона с рекордной точностью. Результаты показали, что они идентичны в пределах экспериментальной неопределенности 16 частей на триллион. Этот результат представляет собой наиболее точную прямую проверку фундаментальной симметрии между материей и антиматерией, проведенную с частицами, состоящими из трех кварков, известных как барионы, и их античастиц. Согласно Стандартной модели, которая представляет собой лучшую на сегодняшний день теорию частиц и их взаимодействий среди физиков, частицы материи и антиматерии могут различаться, например, тем, как они превращаются в другие частицы, но большинство их свойств, включая их массы, должны быть идентичными. Обнаружение любой незначительной разницы между массами протонов и антипротонов или между отношениями их электрического заряда и массы нарушило бы фундаментальную симметрию Стандартной модели, называемую СРТ-симметрией, и указало бы на новые физические явления за пределами Модели. Такое различие также могло бы пролить свет на то, почему Вселенная почти полностью состоит из материи, хотя при Большом взрыве должно было образоваться такое же количество антиматерии. Различия между частицами материи и антиматерии, которые согласуются со Стандартной моделью, на порядки меньше, чтобы объяснить наблюдаемый космический дисбаланс. Для проведения измерений протонов и антипротонов команда BASE поместила антипротоны и отрицательно заряженные ионы водорода, которые являются отрицательно заряженными аналогами протонов, в современную ловушку для частиц, называемую ловушкой Пеннинга. В этом устройстве частица движется по циклической траектории с частотой, близкой к циклотронной частоте, которая зависит от напряженности магнитного поля ловушки и отношения заряда частицы к массе. Поочередно загружая в ловушку антипротоны и отрицательно заряженные ионы водорода, команда BASE измерила в тех же условиях циклотронные частоты этих двух типов частиц, что позволило сравнить их отношение заряда к массе. Эти измерения, проведенные в течение четырех этапов в период с декабря 2017 года по май 2019 года, привели к более чем 24000 сравнений циклотронных частот, каждое продолжительностью 260 секунд, между отношением заряда к массе антипротонов и отрицательно заряженных ионов водорода. Из этих сравнений и после учета разницы между протоном и отрицательно заряженным ионом водорода исследователи BASE обнаружили, что отношения заряда к массе протонов и антипротонов равны в пределах 16 частей на триллион. Дальнейшие подробности см. здесь. Ссылки на оригинальную статью в Nature, которая, к сожалению, не находится в открытом доступе: Borchert M.J. et al. A 16-parts-per-trillion measurement of the antiproton-to-proton charge–mass ratio. Nature 601, 53–57 (2022). DOI: 10.1038/s41586-021-04203-w Download:
|
Sign In
