Magnetismul unui proton singuratic este destul de slab, totuși se zguduie de cercetători care încearcă să rezolve unul dintre cele mai mari mistere din fizică.
O nouă măsurătoare cuantifică magnetismul intrinsec slab al protonului și pregătește scena pentru un test similar al omologul antimateriei al protonului. Comparând această proprietate magnetică a protonilor cu cea a antiprotonilor, cercetătorii speră să înțeleagă de ce universul este dominat de materie, mai degrabă decât de antimaterie.
Oamenii de știință se pricep destul de bine la proton, dar în ultimii ani au folosit echipamente din ce în ce mai sofisticate pentru a sonda proprietățile de bază ale particulei cu o precizie fără precedent. O astfel de proprietate este momentul magnetic, care descrie modul în care o particulă răspunde la un câmp magnetic. „Fiecare particulă fundamentală se comportă ca un magnet foarte mic sau un ac de busolă”, explică Stefan Ulmer, un fizician al particulelor la RIKEN din Wako, Japonia.
Titluri Știri științifice, în căsuța dvs. de e-mail
Titluri și rezumate ale celor mai recente articole Știri științifice, livrate în căsuța dvs. de e-mail în fiecare joi.
multumim pentru inregistrare!
A apărut o problemă la înregistrarea dvs.
Ulmer și echipa sa au folosit un dispozitiv numit capcană Penning pentru a îmbunătăți măsurătorile anterioare ale momentului magnetic pentru proton. Capcana constă dintr-un tub mic golit de toată materia, cu excepția unei singure particule încărcate – în acest caz, un proton. Câmpurile electrice și magnetice puternice blochează protonul în loc, permițând cercetătorilor să observe particulele care răspund la modificări subtile ale puterii câmpurilor magnetice. Noua cifră a momentului magnetic, publicată în 29 mai Naturăare o precizie de trei ori mai mare decât cea mai bună măsurătoare anterioară, care datează din 1972.
Măsurarea protonilor este impresionantă, spune fizicianul teoretician Neil Russell de la Universitatea Northern Michigan din Marquette. El spune că cea mai semnificativă contribuție a lucrării este configurarea capcanei Penning: ar trebui să poată măsura și momentul magnetic al antiprotonului. Măsurătoarea din 1972 a necesitat un laser cu energie scăzută alimentat de un gaz de atomi de hidrogen (ale căror nuclee constau dintr-un singur proton fiecare). Această tehnică nu va funcționa pentru antiprotoni, deoarece antihidrogenul este dificil de produs și de valorificat. Cu toate acestea, folosind câmpuri electrice și magnetice, cercetătorii ar trebui să fie capabili să izoleze și să măsoare proprietățile unui singur antiproton într-o capcană Penning – și asta este exact ceea ce Ulmer și o echipă de fizicieni intenționează să facă în decurs de trei luni folosind echipamente producătoare de antiprotoni la CERN. , laboratorul european de fizică a particulelor din afara Genevei.
Ulmer spune că măsurarea CERN ar trebui să îmbunătățească precizia momentului magnetic antiproton cu un factor de o mie. Conform teoriei principale a fizicii particulelor, antiprotonul ar trebui să aibă aceleași proprietăți ca și protonul, cu excepția unei sarcini și a unui moment magnetic opus. Detectarea chiar și a unei mici discrepanțe între momentele magnetice ale protonilor și antiprotonilor ar reprezenta o diferență subtilă între materie și antimaterie și poate ajuta fizicienii să-și dea seama de ce universul este bogat în materie, dar aproape lipsit de antimaterie. „Găsirea unei diferențe ar fi destul de uimitoare”, spune Russell.