Исследователи из CERN-ALPHA collaboration объявили о первой в мире лазерной манипуляции с антиматерией, сообщает phys.org. Они осуществили это, используя лазерную систему для охлаждения образца антиматерии почти до абсолютного нуля. Это достижение, подробно описанное в статье, опубликованной в журнале Nature, значительно продвинет вперед следующее поколение экспериментов.
Антиматерия — это «потусторонний» аналог материи; она обладает почти идентичными характеристиками и поведением, но имеет противоположный заряд. Поскольку антивещество аннигилирует при контакте с веществом, атомы антиматерии чрезвычайно трудно создавать и контролировать в нашем мире, и никогда раньше ими не манипулировали с помощью лазера.
«Сегодняшние результаты являются кульминацией многолетней программы исследований и разработок, проводимой в UBC, но поддерживаемой партнерами со всей страны»,-сказал Такамаса Момосе, исследователь Из Университета Британской Колумбии (UBC) и канадской команды ALPHA (ALPHA-Canada), возглавлявший разработку лазера. «С помощью этой техники мы можем решить давние загадки, такие как: „Как антиматерия реагирует на гравитацию? Может ли антиматерия помочь нам понять симметрию в физике?“. Эти ответы могут коренным образом изменить наше понимание Вселенной».
С момента своего появления 40 лет назад лазерные манипуляции и охлаждение обычных атомов произвели революцию в современной атомной физике и позволили провести несколько нобелевских экспериментов. Результаты, опубликованные в Nature, являются первым примером того, как ученые применили эти методы к антиматерии.
Охлаждая антиматерию, исследователи смогут проводить различные тесты для изучения характеристик антиматерии, включая эксперименты, которые могут пролить свет на фундаментальные симметрии нашей Вселенной. Эти тесты могут дать ключ к пониманию того, почему Вселенная состоит в основном из материи, а не из равных частей материи/антиматерии, как предсказывают модели Большого Взрыва.
«Это была немного сумасшедшая мечта-манипулировать антиматерией с помощью лазера», — сказал Макото Фудзивара, представитель АЛЬФА-Канады, ученый ТРИУМФА и первоначальный сторонник идеи лазерного охлаждения. «Я очень рад, что наша мечта наконец-то осуществилась в результате огромной совместной работы как канадских, так и международных ученых».
Лазерная манипуляция антиматерией также открывает двери для множества передовых физических инноваций. Момос и Фудзивара сейчас возглавляют новый канадский проект, получивший название HAICU, по разработке новых квантовых методов для изучения антиматерии. — Моя следующая мечта-создать «фонтан» из антиатомов, выбросив охлажденную лазером антиматерию в свободное пространство. Если бы это было реализовано, это позволило бы создать совершенно новый класс квантовых измерений, которые ранее были немыслимы", — сказал Фудзивара.
— Кроме того, мы на один шаг приблизились к тому, чтобы создать первые в мире молекулы антиматерии, объединив антиатомы вместе с помощью нашей технологии лазерных манипуляций, — считает Момос.
Эти результаты знаменуют собой переломный момент для многолетней программы исследований антивещества АЛЬФА, которая началась с создания и улавливания антиводорода за рекордную тысячу секунд в 2011 году.