Avslöja mysterierna med materia och antimateria genom ultrakalla antiprotoner i banbrytande forskning.

StockholmFysiker har länge undrat varför det finns mycket mer materia än antimateria i universum. Ett nyligen framsteg av BASE forskarteamet vid CERN, lett av Dr. Stefan Ulmer från Heinrich Heine-universitetet i Düsseldorf, öppnar nya möjligheter. Forskarna har hittat ett sätt att kyla antiprotorer snabbare, vilket möjliggör mycket precisa mätningar av deras massa och magnetiska egenskaper.

Här är en sammanfattning av vad detta innebär:

• Den nya metoden kyler antiprotoner till 200 mK på bara åtta minuter, jämfört med tidigare 15 timmar.
• Dessa snabba kylresultat uppnås genom att använda en dubbel Penning-fälla.
• Med denna teknik kan teamet nu genomföra 1 000 mätcykler på cirka en månad.
• Tidigare metoder skulle ha tagit nästan tio år för samma antal cykler.

Efter Big Bang borde universum ha haft lika mycket materia och antimateria. När de möts förintas de och blir till energi. Men idag ser vi mest materia i universum, vilket är en av de stora gåtorna inom partikelfysiken. Detta kan förklaras av små skillnader eller ny fysik som inte omfattas av standardmodellen.

Dr. Ulmers team mäter spin-flip-övergångar i mycket kalla antiprotoner. Dessa mätningar bidrar till att bestämma antiprotonernas magnetiska moment. Genom att jämföra dessa mätningar med protonernas hoppas forskarna hitta små skillnader. Dessa skillnader kan ge en förklaring till varför universum innehåller materia.

BASE:s nya fälla minskar kylningstiden avsevärt och förbättrar noggrannheten i mätningar av magnetiska moment. Dessa fällor avlägsnar varmare partiklar, vilket lämnar kvar enbart de kallaste. Den snabbare kylprocessen möjliggör mer precisa mätningar, förklarar Dr. Barbara Maria Latacz.

Läs också:

Idag · 14:53

Avslöja genetiska hemligheter bakom högavkastande äppelträd: framtidens hållbara jordbruk med Fujiäpplen

BASE-teamet vid CERN har utvecklat en ny metod för att kyla antipartiklar snabbare än tidigare. Denna metod förbättrar också noggrannheten i identifieringen av partikelspinn med över 1 000 gånger. Nästa steg är att ytterligare öka denna noggrannhet till en del på tio miljarder.

Teamet har spännande planer för framtiden. De vill utveckla en mobil enhet för att fånga upp antiprotoner. Denna enhet ska transportera antiprotoner från CERN till ett nytt laboratorium vid HHU. Detta kan göra mätningarna tio gånger mer exakta.

Denna forskning handlar om fällteknologier. Penningfällor använder konstanta magnetfält och elektrostatfält för att hålla laddade partiklar. Däremot använder Paul-fällor växlande elektriska fält. Båda typerna har belönats med Nobelpris.

BASE-samarbetet arbetar för att förbättra noggrannheten i mätningen av fundamentala partiklar. Denna insats kan bidra till att lösa mysteriet kring varför det finns mer materia än antimateria i universum. Deras resultat, publicerade i Physical Review Letters, utgör ett betydande framsteg inom partikel fysikens forskning.