【干涉測量法關於反物質的提示體重秤】

八方

【干涉測量法關於反物質的提示體重秤】

 

陷印的潛力： 在 CERN 的 ALPHA 實驗

新技術測量如何在美國的研究人員提出反物質在重力作用下的瀑布。

該小組說其設備 — — 基於冷卻原子的反物質和使他們干預 — — 還可以説明測試愛因斯坦的等效原理與反氫 — 可能有深遠影響的宇宙論。

尋找甚至最小行為的物質與反物質之間的差異可以用光照射為何會有更多的物質比反物質在宇宙中今天，以及説明我們更好地瞭解宇宙的本質的黑暗。

向上或向下嗎？

第一次檢測到在 CERN 在 1995 年，物理學家們很久不知道反物質如何受重力 — — 不落向上或向下？

最理論和實驗的工作表明，它不會在物質上重力的完全相同的方式對反物質可能行為。

問題是反物質是難生產和研究，也就是說到目前為止取得了其在重力作用下的行為沒有直接的實驗測量。

一大進步發生了過去一年，當阿爾法實驗在歐洲核子研究中心的研究人員測量多長時間原子反氫 — — 組成的周圍的反質子 — — 正電子，到達的磁陷阱邊緣後它關掉。

雖然阿爾法沒有發現任何證據以不同的方式回應重力反氫，團隊得以排除反物質更加強烈回應重力比物質的可能性。

揮動的事項

這種實驗很難進行，然而 — — 反物質很難大規模生產和它摧殘時得在經常的事，因此很難捕捉並舉行。

新的干涉測量技術 — — 提議的Holger 穆勒和他的同事在加利福尼亞大學、伯克利分校和奧本大學在阿拉巴馬州 — — 利用反物質原子可以，像光，進行拆分，一束沿兩條路徑發送和干擾的干擾根據兩束之間的相位偏移量所作的事實。

研究人員說他們計畫安裝在阿爾法實驗，光脈衝原子干涉儀可以工作不僅與幾乎任何類型的原子或反原子與電子和質子。

在擬議的干涉儀，物質波將拆分和重組使用鐳射光脈衝。

如果一個原子雷射光束與交互的方式，它將收到的一對光子，創建拆分，勢頭"踢"解釋了穆勒。

通過調整到正確的脈衝能量鐳射，可以作出這一過程發生概率的 50%，發送物質波沿干涉儀的兩個武器之一。

當路徑再次加入時，檢測了防原子的概率取決於物質波，成為一個函數的相位偏移的振幅。

毀滅的危險嗎？

Müller 添加的相位偏移取決於重力加速度 (g)，光子的動量 （和這樣踢的嚴重程度） 和每個雷射脈衝之間的時間間隔。測量的相位偏移因此是一種方式測量g，因為勢頭和時間間隔兩個已知的。

技術的最大優勢是反原子不會消滅因為他們永遠不會接近任何機械的物件，與光和磁場只被移動的危險。

穆勒的想法是將合併兩個成熟的技術： 光脈衝原子干涉測量和生產反氫使用其潘甯陷阱的 ALPHA 的方法。他指出，小組的建議的方法不承擔可用性的一種鐳射諧振與萊曼-阿爾法轉型氫，可以是很難建立。

若要使整個實驗甚至更有效率，這個團隊還開發了 Müller 描述作為"原子回收方法"，它允許研究人員使用的"現實的"原子數位。

原子被括內磁場，防止它要走了。

因此，還沒我們第一次嘗試由鐳射撞到一個原子有後來被擊中的機會。這種方式，我們可以使用幾乎每個單個的原子 — — 關鍵的壯舉的其中一個生產速率每 15 分鐘一班，"他解釋道。

這會讓阿爾法測量的精度為 1%到反氫的重力加速度。

精確和準確

團隊計畫建在伯克利，將工作與常規氫，演示設置，並希望安全很快就為此提供資金。

穆勒和他的同事也現在是 APLHA 合作的一部分。

在 CERN 的工作將會進行幾個步驟中，他說。

第一次是說 [我們] 是否反物質會向上或向下向上/向下測量，他說。

此後將由每級占級精度的測量。

穆勒的長期目標是拿到一個精度為 10– 6 個，這將大大優於 ALPHA 的測量過去一年，有 10 錯誤欄2。

阿爾法可以目前陷阱和舉行原子的四個速度每個小時，但由於近期進行升級，其來源的反質子 — — 埃琳娜環 — — 歐洲核子研究中心理論上可以產生每個月將近 3000 原子。除了阿爾法， GBAR和主持協作還規劃來衡量反物質對重力的影響。

Müller 同意可以從與正常物質的實驗研究反物質的引力行為，直接觀察是必不可少的而是什麼穆勒、 阿爾法協作和其他的隊伍在 CERN 熱衷於在不久的將來完成。

不管如何健全的一個人的理論是不能代替科學中的直接觀察，他說。

這項研究發表在物理評論快報.

關於作者

Tushna 軍糧供應是記者physicsworld.com

 

 

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