Ny studie: Kyler extrem positronium med precis laserteknologi för förbättrad antimateria- och atomforskning
StockholmForskare vid Tokyos universitet har gjort framsteg i studiet av antimateria genom att kyla och sakta ner positroniumatomer med exakta lasrar. Positronium är en speciell atom bestående av en elektron och en positron. Trots att den existerar under en mycket kort tid, kan forskare nu kyla och undersöka den, vilket kan hjälpa oss att förstå mer om antimateria.
Viktiga punkter i studien innefattar: Positronium består av en elektron och en positron. Det är elektriskt neutralt och kortlivat. Kylningen uppnåddes med noggrant inställda laserstrålar. Temperaturen sänktes till cirka en grad över absoluta nollpunkten. Forskningen kan förbättra förståelsen av antimaterians egenskaper och dess interaktion med gravitationen.
Denna forskning är av stor betydelse. Positronium har en enkel struktur som gör det möjligt för forskare att utföra mycket exakta beräkningar. Traditionella system som väte, som har en proton bestående av tre kvarkar, gör matematiken mer komplicerad. Positronium, som är ett enklare tvåpartikelsystem, gör det lättare att bekräfta dessa beräkningar genom experiment.
Antimateria är ett ämne som forskare finner mycket intressant eftersom det väcker viktiga frågor om universum. Forskare har förbryllats över varför det finns så lite antimateria jämfört med materia. De tror att lika mycket materia och antimateria skapades när universum började, men nu ser vi mest bara materia. Att studera kyld positronium kan hjälpa oss att förstå varför det är så.
Framgången med att kyla positronium till mycket låga temperaturer ger forskare möjlighet att studera hur gravitation påverkar antimateria. Genom att observera det kylda positroniets beteende kan de upptäcka om antimateria påverkas av gravitation på samma sätt som vanlig materia. Om man hittar skillnader kan det förklara varför det finns så lite antimateria i universum idag.
Denna studie har potential att förändra hur vi utför precisa mätningar på ovanliga atomtyper. Verktygen som utvecklats kan användas för att undersöka andra sällsynta former av materia, vilket ger fysiker och kosmologer nya sätt att utforska dessa områden.
Detta banbrytande arbete är en teknisk framgång och väcker nya frågor för framtida forskning. Det lyfter fram sambandet mellan avancerad laserteknik och grundläggande fysik, och visar hur nya metoder kan lösa gamla vetenskapliga problem.
Studien publiceras här:
http://dx.doi.org/10.1038/s41586-024-07912-0och dess officiella citering - inklusive författare och tidskrift - är
K. Shu, Y. Tajima, R. Uozumi, N. Miyamoto, S. Shiraishi, T. Kobayashi, A. Ishida, K. Yamada, R. W. Gladen, T. Namba, S. Asai, K. Wada, I. Mochizuki, T. Hyodo, K. Ito, K. Michishio, B. E. O’Rourke, N. Oshima, K. Yoshioka. Cooling positronium to ultralow velocities with a chirped laser pulse train. Nature, 2024; DOI: 10.1038/s41586-024-07912-0Dela den här artikeln