Ощутимый прорыв на пути изучения антиматерии: в CERN удалось задержать атомы антиводорода в специальной ловушке на четверть часа.
Группа физиков, работающих в Европейском центре ядерных исследований (CERN) под Женевой на Антиводородном лазернофизическом аппарате ALPHA (Antihydrogen Laser Physics Apparatus), сообщила о том, что полученные ею 309 атомов антиводорода просуществовали в магнитной ловушке 1000 секунд. Тем самым ученые побили свой собственный рекорд - удержание 38 атомов в течение одной пятой секунды, о котором мы рассказывали месяц назад. Нынешнее достижение представлено в онлайновой версии Nature Physics на прошлой неделе. Исследование антиматерии в виде атомов антиводорода – важный этап для понимания причин нынешнего доминирования обычной материи над антиматерией, т.е. для понимания эволюции и структуры Вселенной, в момент возникновения которой материя и антиматерия должны были присутствовать в равных количествах. Чем дольше удастся удерживать атомы антиводорода в ловушке, тем больше шансов получить о них новые сведения. Для последующего изучения структуры антиводорода, т.е. антипротона, связанного с антиэлектроном, физики планируют использовать микроволны. Как пояснил изданию physicsworld один из участников эксперимента ALPHA Джеффри Хэнгст (Jeffry Hangst), «микроволновая частота будет применена для того, чтобы повернуть спин атома антиматерии. Тогда мы сможем определить резонансное взаимодействие и взглянуть на структуру этого атома», и это будет, по словам Хэнгста, «скромным первым шагом в направлении познания антиматерии». Различия в структуре водорода и антиводорода Стандартной моделью физики элементарных частиц не предсказаны, и их выявление может вывести ученых на новую физику.
В связи с новыми перспективами в CERN собираются создать новый детектор, ALPHA -2, который будет изучать спектр антиатомов с помощью лазерного излучения. Этот инструмент должен быть запущен в 2012 году, т.е. до того как в 2013 году остановится на доработку Большой Андронный Коллайдер (Large Hadron Collider), с которым он связан. Последние успехи экспериментов на детекторе ALPHA (а удержание атомов антиводорода в течение десятой доли секунды в прошлом году было названо одним из Прорывов 2010 года) вдохновили физиков также на создание нового источника антипротонов. Это будет источник антипротонов сверхнизкой энергии, сокращение от английского – ELENA (Extra Low Energy Antiprotons). Нынешний источник, прежде чем запустить антипротоны в эксперимент с магнитной ловушкой и детектором, замедляет их до уровня 5 MeV, ELENA будет поставлять антипротоны с энергией около 100 keV, что несколько облегчит задачу по их удержанию и, следовательно, изучению поведения до того момента, когда атомы антиматерии аннигилируют от встречи с обычной материей. А следующее поколение экспериментов должно позволить исследовать гравитационные эффекты антиматерии. Для этого она должна быть охлаждена и замедлена еще сильнее, чем сейчас.