Physiker Wiegen Antimaterie Mit Erstaunlicher Genauigkeit

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Eine neue messung liefert das bisher genaueste gewicht der antimaterie und gibt die masse des antiprotons (des anti-partikels des protons) bis auf einen teil einer milliarde an, geben die forscher bekannt.

Eine neue Messung liefert das bisher genaueste Gewicht der Antimaterie und zeigt die Masse des Antiprotons (das Antiteilchen des Protons) auf einen Teil einer Milliarde, wie Forscher heute (28. Juli) verkündeten.

Um ein Gefühl für die Genauigkeit ihrer Messung zu geben, sagte der Forscher Masaki Hori: "Stellen Sie sich vor, Sie messen das Gewicht des Eiffelturms. Die Genauigkeit, die wir hier erreicht haben, entspricht in etwa einer Messung, die unter dem Gewicht eines Sperlings liegt oben drauf. Beim nächsten Mal wird es eine Feder sein. "

Das Ergebnis, das diese Woche in der Fachzeitschrift Nature detailliert beschrieben wird, kann Wissenschaftlern dabei helfen, das Geheimnis zu untersuchen, warum das Universum aus normaler Materie besteht, obwohl sie vermuten, dass ungefähr gleich Teile von Materie und Antimaterie unmittelbar nach der Entstehung des Universums vorhanden waren. Wenn ein Partikel wie ein Proton mit seinem Antimateriepartner Antiproton zusammentrifft, vernichten sich die beiden in einer starken Explosion.

"Derzeit sind wir noch weit davon entfernt, zu verstehen, was mit der gesamten Antimaterie geschehen ist, die im Urknall im gleichen Verhältnis zur Materie entstand", schrieb der Physiker Mike Charlton von der Swansea University im Vereinigten Königreich in einem begleitenden Nature-Artikel.

Das Experiment wurde im Antiproton-Verzögerer am CERN, dem europäischen Laboratorium für Teilchenphysik in der Nähe von Genf, Schweiz, als Teil des Atomspektroskopie- und Kollisionsversuchs mit langsamen Antiprotonen durchgeführt.

Die Maschine sendet etwa alle hundert Sekunden Impulse von Antiprotonen in kaltes Heliumgas. Während die meisten Antiprotonen schnell mit normaler Materie vernichten, überleben einige wenige, indem sie sich mit Helium zu Hybridatomen verbinden, die Materie und Antimaterie enthalten - antiprotonisches Helium. Das Antiproton nimmt in diesen Hybriden die Stelle eines Elektrons ein und sitzt an einer Stelle, die vom Heliumkern abgeschirmt ist (was regelmäßig ist und die beiden zum Vernichten bringen würde).

Mit Hilfe von Laserstrahlen können Wissenschaftler die Atome anregen, damit das Antiproton auf ein neues Energieniveau springt, das nicht mehr vom Kern abgeschirmt ist und - Bang! - Vernichtung Die Wellenlänge des Lichts, mit der dieser Sprung erzwungen wird, kann in komplexe Gleichungen gebracht werden, die die Masse eines Antiprotons mit einer bisher nicht gekannten Genauigkeit zeigen. [Verdrehte Physik: 7 Erkenntnisse, die den Geist beeinflussen]

Eine Ursache für Ungenauigkeiten ergibt sich jedoch aus der Tatsache, dass die Atome hin und her wackeln, so dass diejenigen, die sich auf den Strahl zu und von ihm weg bewegen, etwas andere Frequenzen erfahren. Ein ähnlicher Effekt, die Dopplerverschiebung genannt, bewirkt, dass die Sirene eines sich nähernden Rettungswagens scheinbar die Tonhöhe ändert, wenn er Sie passiert.

Bei der vorherigen Messung im Jahr 2006 verwendete das gleiche Team einen Laserstrahl, und die erreichbare Genauigkeit wurde durch diesen Wackeleffekt bestimmt. Diesmal verwendeten sie zwei Strahlen, die sich in entgegengesetzte Richtungen bewegten, was zur Folge hatte, dass das Wackeln der beiden Strahlen teilweise aufgehoben wurde. Das Ergebnis war eine vierfache Genauigkeitssteigerung.

"Dies ist ein sehr zufriedenstellendes Ergebnis", sagte Masaki Hori, Projektleiter der Antiproton-Kollaboration, in einer Erklärung. "Das bedeutet, dass unsere Messung der Masse des Antiprotons relativ zum Elektron jetzt fast so genau ist wie die des Protons."

Diese Experimente könnten die Wissenschaftler wirklich in die richtige Richtung führen, um das Rätsel der Antimaterie-Materie herauszufinden, sagte Charlton.

"Es gibt eine unbekannte Asymmetrie, die in die Naturgesetze eingebaut ist und die wir Physiker noch nicht verstehen und bestimmen konnten", sagte Charlton gegenüber WordsSideKick.com. "Deshalb ist es wichtig, Vergleiche zwischen Materie und Antimaterie so genau wie möglich zu machen, weil früher oder später etwas gefunden wird, in dem sie sich unterscheiden."

Er fügte hinzu: "Wir wissen eigentlich nicht, wo wir nach der Antwort suchen sollen. Wir haben keinerlei theoretische Anleitung dazu." Trotzdem ist das Ergebnis dieses Unterschiedes, obwohl er wahrscheinlich winzig ist, "tiefgreifend", sagte er.

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Physiker Wiegen Antimaterie Mit Erstaunlicher Genauigkeit


Videoergänzungsan: ?? Los misterios más desconcertantes del universo -DOCUMENTALES NATIONAL GEOGRAPHIC ESPAÑOL.




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