Heliu antiprotonic
Un atom de heliu antiproton este un obiect cu trei corpuri compus dintr-un antiproton și un electron care orbitează un nucleu de heliu . Prin urmare, este alcătuit parțial din materie și parțial din antimaterie . Atomul este neutru din punct de vedere electric, deoarece atât electronul, cât și antiprotonul au o sarcină de -1, în timp ce nucleul de heliu are o sarcină de +2.
Producție
Acești atomi pot fi produși prin simpla amestecare a antiprotonilor cu gaz obișnuit de heliu; în această reacție, antiprotonul îndepărtează unul dintre cei doi electroni conținuți într-un atom normal de heliu, apoi începe să orbiteze nucleul său în locul electronului. [1] Orbita antiprotonului, care are un număr cuantic principal mare și un număr cuantic cu moment unghiular de aproximativ 38, se află departe de suprafața nucleului de heliu. Astfel, antiprotonul poate orbita în jurul nucleului timp de multe microsecunde, înainte ca în cele din urmă să cadă la suprafața sa și să-l anihileze . Această viață extraordinar de lungă poate fi observată numai în cazul antiprotonilor amestecați cu heliu; în toate celelalte substanțe, antiprotonii anihilează de un milion de ori mai repede, în mai puțin de o picosecundă.
Spectroscopie laser
Heliul antiprotonic este studiat în experimentul ASACUSA la CERN . În aceste experimente, atomii sunt produși mai întâi prin oprirea unui fascicul de antiprotoni în gazul de heliu. Prin urmare, atomii sunt iradiați de fascicule laser puternice, care fac ca antiprotonii conținuți în ei să rezoneze și să sară de la o orbită atomică la alta. Măsurând lungimea de undă specială a acestei lumini laser, masa și sarcina electrică a antiprotonului sunt măsurate cu precizie. Această determinare se bazează, de asemenea, pe măsurători separate de înaltă precizie ale frecvenței ciclotronului antiproton efectuate de colaborarea ATRAP la CERN .
Măsurarea masei și a sarcinii antiprotonului
În iunie 2006 , ASACUSA a făcut o măsurare de precizie a masei antiprotonului care s-a dovedit a fi de 1836,153674 ori cea a electronului , adică aceeași valoare ca cea a protonului . [2]
Oamenii de știință cred că natura are o simetrie fundamentală numită CPT (referitoare la inversarea sarcinii , a parității și a timpului ). Această lege afirmă că toate legile fizice sunt aceleași dacă o inversare a sarcinii , parității și fluxului de timp (sau echivalent, direcția mișcării) în univers a fost efectuată simultan. Una dintre previziunile importante ale acestei teorii este că particulele și antiparticulele lor ar avea aceeași masă. Orice diferență între masele de antiprotoni și protoni, oricât de mici ar arăta că această simetrie fundamentală este ruptă. Măsurătorile recente folosind atomi de helip antiproton au arătat că masa antiprotonului (și valoarea absolută a sarcinii) coincid cu valorile protonului cu o precizie de 2 părți pe miliard.
Ioni antiprotonici de heliu
Un ion heliu antiproton este un obiect cu două corpuri compus dintr-un nucleu de heliu și un antiproton orbitant , cu o sarcină electrică de +1. Ionii reci cu o durată de viață de până la 100 ns au fost produși pentru prima dată în 2005 .
Notă
- ^ Pagină web CERN: experiment ASACUSA , pe asacusa.web.cern.ch . Adus pe 5 mai 2010 (arhivat din original la 15 aprilie 2013) .
- ^ Hori M și colab., Determinarea raportului de masă antiproton-electron prin spectroscopie laser de precizie a pHe + , în Phys Rev Lett , vol. 96, nr. 24, 2006, p. 243401, DOI : 10.1103 / PhysRevLett.96.243401 , PMID 16907239 .
linkuri externe
- ( EN ) Experimente cu spectroscopie laser pe atomi de heliu antiprotonici , pe asacusa.web.cern.ch . Adus la 5 mai 2010 (arhivat din original la 22 martie 2016) .
