Højpræcise finstrukturmålinger i antibrint i ny artikel i Nature

De hidtil mest nøjagtige spektroskopiske målinger af antistof offentliggøres i tidsskriftet Nature den 4. april 2018. Resultaterne er en bekræftelse af, at man kan udføre spektroskopi på anti-atomer, og dermed er vi et trin tættere på udviklingen af ultrafølsomme målinger på antistof.

04.04.2018 | Ole J. Knudsen

ALPHA experiment (Foto: Maximilien Brice/CERN)

Det har længe været en udfordring for fysikerne af forklare hvorfor stof og ikke antistof var det, der overlevede Big Bang. Derfor er det af afgørende betydning at få fat i antistof, og forstå dets egenskaber. I spektroskopi bestemmes værdierne for atomare overgange ved at eksitere atomer for eksempel med en laser, og derefter undersøge, hvordan atomerne absorberer eller udsender lys. De samme teknikker kan bruges i studiet af antiatomer, men men antistof er besværligt at fremstille og indfange, så de tilsvarende vædier er svære at måle.

Jeffrey Hangst i ALPHA targethallen på CERN.

i 2017 rapporterede CERNs arbejdsgruppe ved ALPHA-detektoren, at man havde observeret den overgang i antibrint, som kaldes 1S-2S fra grundtilstanden til en eksiteret tilstand. Det skete i en artikel, som blev offentliggjort i Nature. Nu har Jeffrey Hangst og kollegerne i den samme forskergruppe beskrevet en detaljeret beskrivelse af en af hyperfinstrukturkomponenterne i den samme overgang. Forfatterne har set på omkring 15 000 antibrintatomer, som er indfanget af magnetfelter i et cylindrisk område, som er 280 mm langt, og med en diameter på 44 mm. Målingerne, som er foretaget igennem en periode på ti uger, viser, at ræsonnansfrekvensen for overgangen i antibrint passer med den forventede frekvens for samme overgang i almindeligt brint indenfor en nøjagtighed på to til een trillion.

Jeffrey Hangst bemærker: "Vi har forsøgt i 30 år at måle med så stor en nøjagtighed, og nu har vi gjort det."

Originalartiklen i Nature har titlen 'Characterization of the 1S–2S transition in antihydrogen'.

I den engelske version af denne nyhedsartikel er der mere baggrund for det nye resultat.

Institut for Fysik og Astronomi, Medarbejdere, Offentligheden / Pressen, Studerende