นักฟิสิกส์ได้ก้าวไปอีกขั้นในการค้นหาสัญญาณว่าปฏิสสารมีพฤติกรรมแตกต่างไปจากสสาร และอาจอธิบายได้ว่าทำไมเอกภพจึงดูเหมือนจะประกอบด้วยส่วนหลังเกือบทั้งหมด นักวิจัยจาก ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ของอนุภาค CERN ในสวิตเซอร์แลนด์ใช้เลเซอร์สเปกโตรสโคปีเพื่อกลั่นกรองโครงสร้างที่ดีของแอนติไฮโดรเจน เผยให้เห็นความไม่แน่นอนสองสามเปอร์เซ็นต์ว่าความแตกต่างเล็กน้อย
ในพลังงานของรัฐ – ที่รู้จักกันในชื่อการเปลี่ยนแปลง
ของ Lamb นั้นเหมือนกัน ในไฮโดรเจนปกติความจริงที่ว่าจักรวาลดูเหมือนจะมีปฏิสสารเพียงเล็กน้อย – แม้ว่าจะมีปริมาณของสิ่งนั้นและสสารธรรมดาในปริมาณที่เท่ากันก็ตามหลังบิ๊กแบง – เป็นปัญหาที่โดดเด่นที่สำคัญในวิชาฟิสิกส์ การสร้าง ดักจับ และวัดอะตอมของปฏิสสารเป็นวิธีการใหม่ในการตรวจสอบความไม่สมมาตรนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความผิดปกติในสเปกตรัมของแอนติอะตอมเมื่อเปรียบเทียบกับผลลัพธ์ที่ทราบจากสสารธรรมดาอาจชี้ให้เห็นถึงการละเมิดสมมาตรของประจุ-พาริตี-เวลา (CPT)
การทำงานร่วมกันของ ALPHAที่ CERN นำโดยJeffrey Hangst จากมหาวิทยาลัย Aarhus ในเดนมาร์กและเป็นหนึ่งในกลุ่มชั้นนำในสาขานี้ มันสร้างอะตอมของแอนติไฮโดรเจนโดยนำแอนติโปรตอนจาก Antiproton Decelerator ของห้องปฏิบัติการมารวมกันภายในกับดักแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีโพซิตรอนที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดโซเดียมกัมมันตภาพรังสี เพื่อให้สามารถศึกษาอะตอมที่เป็นกลางที่เกิดขึ้นได้ในช่วงเวลาที่ขยายออกไป อะตอมจะเก็บอะตอมเหล่านี้ไว้ที่ระดับต่ำสุดของสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดอันทรงพลัง ต้องขอบคุณปฏิสัมพันธ์ของสนามนั้นกับโมเมนต์ไดโพลแม่เหล็กเล็กๆ ของอนุภาค ALPHA Collaboration ประสบความสำเร็จอย่างงดงาม
Randolf PohlALPHA ใช้ลำแสงเลเซอร์ที่ปรับตามช่วงความถี่เฉพาะเพื่อศึกษาสเปกตรัมพลังงานของแอนติไฮโดรเจน ได้วัดความต่างของพลังงานระหว่างพื้นดินกับสถานะตื่นเต้นครั้งแรก (1S และ 2S) แล้ว ซึ่งแสดงในปี 2018 ว่าความแตกต่างนั้นเท่ากับไฮโดรเจนปกติที่ระดับหนึ่งส่วนใน10 12 ความไม่แน่นอนนั้นอยู่ภายในสามขนาดของการวัดไฮโดรเจนที่ดีที่สุดและต่ำกว่าระดับที่ทฤษฎีที่เรียกว่า Standard-Model Extension คาดการณ์ว่าจะสามารถเปิดเผยผลกระทบที่ละเมิด CPT ได้
การศึกษาความแม่นยำ
ในงานวิจัยล่าสุดรายงานในNatureพบว่า ALPHA ได้ตรวจสอบโครงสร้างที่ดีภายในสถานะตื่นเต้นครั้งแรกของแอนติไฮโดรเจนแทน มันทำได้โดยการสะสมแอนติอะตอมเย็นหลายร้อยตัว – สร้างขึ้นในกลุ่มประมาณ 20 ทุก ๆ สี่นาที – และเก็บอะตอมเหล่านี้ไว้นานกว่าสองวันโดยใช้สนามแม่เหล็กที่ 1 T จากนั้นใช้แสงอัลตราไวโอเลตสั้น ๆ เพื่อยกอะตอม จากสถานะพื้นถึงสถานะ 2P 1/2 หรือ 2P 3/2 เมื่ออะตอมถอยกลับไปสู่สถานะ 1S บางส่วน (ในสถานะย่อยที่เป็นแม่เหล็กเฉพาะ) ไม่สามารถจับกับกับดักแม่เหล็กได้อีกต่อไป และถูกทำลายด้วยอะตอมของสสารธรรมดาในผนังกับดัก
ด้วยการระบุจุดสูงสุดในแผนภาพจำนวนการทำลายล้างต่อความถี่เลเซอร์ Hangst และเพื่อนร่วมงานสามารถสร้างช่องว่างพลังงานระหว่างสถานะ 2P สองสถานะและสถานะ 1S ต่อหน้าสนามแม่เหล็กได้ ผลลัพธ์เหล่านี้มีความแม่นยำ 16 ส่วนในพันล้าน จากนั้นลบช่องว่างที่เล็กกว่าออกจากช่องว่างที่ใหญ่กว่า และใช้ทฤษฎีเพื่อหาว่าความแตกต่างจะเป็นอย่างไรหากไม่มีสนามแม่เหล็ก พวกเขาพบว่าการแยกโครงสร้างแบบละเอียดในแอนติไฮโดรเจนที่เรียกว่าสสารมีค่าเท่ากับภายใน 2 %.
ในที่สุด นักวิจัยได้ลบพลังงาน 1S ถึง 2P 1/2จากตัวเลขที่ได้รับก่อนหน้านี้สำหรับการเปลี่ยนแปลง 1S–2S เพื่อให้ได้ค่าสำหรับการเปลี่ยนแปลงของ Lamb (ช่องว่างระหว่างสถานะ 2S 1/2และ 2P 1/2 ) ค้นพบโดยWillis Lambในปี 1947 ผลกระทบนี้เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของอิเล็กตรอนของไฮโดรเจนกับความผันผวนของควอนตัมในสุญญากาศ และเป็นกุญแจสำคัญในการพัฒนาไฟฟ้ากระแสควอนตัมในภายหลัง ALPHA ได้แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงของ Lamb ในแอนติไฮโดรเจนนั้นเห็นด้วยกับการเปลี่ยนแปลงของไฮโดรเจนปกติเป็นประมาณหนึ่งในสิบ
ALPHA ยืนยันว่าแอนติไฮโดรเจนเป็นกลางเมื่อมีประจุ
การเขียนคำอธิบายประกอบการวิจัยRandolf Pohl จากมหาวิทยาลัยไมนซ์ในเยอรมนีกล่าวว่า ALPHA Collaboration “ประสบความสำเร็จอย่างน่าทึ่ง” ในการตรวจสเปกโตรสโคปีที่แม่นยำของแอนติไฮโดรเจน การวิจัยดังกล่าว เขาให้เหตุผลว่า ในอนาคตจะทำให้สามารถทดสอบสมมาตร CPT, อิเล็กโทรไดนามิกควอนตัม และแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาคได้
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Pohl อธิบายว่าการลดความไม่แน่นอนในการวัดการเปลี่ยนแปลงของ Lamb ให้เหลือน้อยกว่าหนึ่งส่วนใน 10,000 จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถแสดงให้เห็นว่าแอนติโปรตอนมีรัศมีประจุ จำกัด เช่นโปรตอน เขาบอกกับPhysics Worldว่า “ในที่สุดอาจช่วยสร้างการละเมิด CPT หากมีอยู่ในธรรมชาติ”
“เราควบคุมมิติได้ดีมาก เราควบคุมความสูง ความกว้าง และระยะห่างระหว่างโครงสร้างได้ ซึ่งช่วยให้เราปรับแต่งสัณฐานวิทยาต่างๆ อย่างระมัดระวังเพื่อให้เข้ากับความยาวคลื่นที่กระตุ้นและได้รับเสียงสะท้อนที่ดีจริงๆ สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพสัญญาณในระดับสูง ” ออพเพนไฮเมอร์อธิบาย
ท้ายที่สุด ทีมงานหวังว่าจะสร้างอุปกรณ์ที่สามารถใช้ในสถานที่เกิดเหตุเพื่อวินิจฉัยและคัดแยกผู้ป่วย เพื่อช่วยให้ทีมรถพยาบาลตัดสินใจได้ว่าจะส่งผู้ป่วยรายใดไปยังโรงพยาบาลใหญ่ที่มีสิ่งอำนวยความสะดวกด้านศัลยกรรมประสาท
Oppenheimer บอกPhysics Worldว่าขั้นตอนต่อไปคือการทดลองทางคลินิกขนาดกลาง แต่เธอเสริมว่าอาจมีการใช้งานด้านการดูแลสุขภาพอื่น ๆ : “นี่เป็นเทคโนโลยีที่ค่อนข้างหลากหลาย แม้ว่าเราจะตรวจสอบแล้วสำหรับอาการบาดเจ็บที่สมองบาดแผล แต่ตอนนี้เรากำลังเริ่มทำงานกับโรคอื่น ๆ “
Credit : aioproductions.net americanhovawartclub.com asdcarlopoletti.com askdrwang.com benamatirecruiter.com blisterama.info bobosbigtopbabes.com bookbrouser.com brandrecoveryseries.com burberryoutletshoponline.net
