Исследователи из Токийского университета совершили захватывающее открытие в исследовании антиматерии, охладив экзотический атом под названием позитроний.
Позитроний состоит из электрона и его антивещества — позитрона, имеющего положительный заряд.
Этот атом необычен, поскольку он состоит как из материи, так и из антиматерии и существует лишь очень короткое время, прежде чем распадается.
Несмотря на свою короткую жизнь, позитроний может помочь ученым исследовать тайны антиматерии, которые могли бы объяснить некоторые из величайших загадок Вселенной.
Антиматерия — это противоположность обычной материи, разделяющая многие из тех же свойств, но с противоположными зарядами. Когда материя и антиматерия вступают в контакт, они уничтожают друг друга.
Хотя ученые полагают, что Вселенная была создана из равного количества материи и антиматерии, большая часть Вселенной, которую мы видим сегодня, состоит из материи, поэтому судьба антиматерии остается загадкой.
«Наше исследование — большой шаг в понимании антиматерии», — сказал доцент и автор работы Косукэ Ёсиоки. «Мы успешно замедлили и охладили позитроний, который наполовину является антиматерией, поэтому мы можем изучать его более подробно, чем когда-либо прежде».
Позитроний похож на атом водорода, но вместо протона у него позитрон. Это делает его электрически нейтральным, но в отличие от водорода, у позитрония нет большого ядра, и он состоит всего из двух частиц: электрона и позитрона, вращающихся вокруг друг друга.
Ученые годами хотели охладить позитроний, чтобы изучить его более подробно, но это было большой проблемой, поскольку позитроний существует всего одну десятимиллионную секунды. Он также чрезвычайно легкий, поэтому исследователи не могли охладить его традиционными методами, такими как холодная поверхность.
Вместо этого команда Ёсиоки использовала лазеры для замедления атомов позитрония. Хотя лазеры могут показаться горячим инструментом, их также можно использовать для охлаждения. Исследователи использовали тонко настроенные лазеры, чтобы мягко подталкивать атомы позитрония, замедляя их движение и понижая их температуру.
В ходе этого процесса позитроний охладился с 327°C до температуры всего на 1 градус выше абсолютного нуля (-273°C), что является самой низкой возможной температурой.
Эксперимент был настолько успешным, что Ёсиока считает, что газ позитрония может быть даже холоднее, чем показывают их текущие измерения. Теперь команда надеется расширить эксперимент, используя лазеры в трех измерениях, что позволит им изучить, как гравитация влияет на антиматерию.
Если антиматерия реагирует на гравитацию иначе, чем обычная материя, это могло бы объяснить некоторые загадки, связанные с исчезновением антиматерии во Вселенной.
Этот прорыв может открыть новые горизонты в изучении антиматерии и помочь ученым ответить на фундаментальные вопросы о Вселенной.
Оригинал статьи можно прочитать здесь.
Больше информации о самых интересных научных открытиях и удивительных исторических фактах читайте на нашем сайте «Совятня».
Интересные новости, советы по здоровью, ответы на популярные вопросы и цитаты великих ученых ищите в Telegram.
Фото: Frepik
