어떤 스타 트렉처럼 팬은 반물질이 물질과 정반대 인 것으로 추정되므로, 두 터치하면 순수한 에너지의 섬광으로 서로를 멸종시킵니다. 이제 수십 년 동안 노력한 후 물리학 자들은 원자와 항아제를 정확하게 비교했습니다. 두 사람은 작은 불확실성 내에서 같은 방식으로 행동하는 것으로 보이며, 복잡한 방식으로 결과는 Albert Einstein의 특수 상대성 이론의 기초를 지원합니다. 또한 물질 항문에 대한보다 엄격한 비교로 향하는 길을 열어줍니다. 그리고 두 사람이 정반대가 될 가능성이 있습니다.
독일 Garching의 Max Planck Quantum Optics Institute for Quantum Optics의 실험 물리학자인 Thomas Udem은“우리는 30 년 동안 기다리고 있습니다. "나는 그것을 놀라운 업적이라고 생각합니다." 이 측정은 "예술 작품"이라고 Wako에있는 일본의 Riken Research Institute의 실험자인 Stefan Ulmer는 새로운 작업에 관여하지 않았다고 말합니다.
.항 하이드로겐 원자는 항 전자 (또는 양전자)로 구성되어 안티 프로톤에 결합된다. 2002 년 이래로 몇몇 그룹은 세계 유일의 안티 프로톤 공급원 인 스위스 제네바 근처의 유럽 입자 물리 실험실 CERN에서 항 수소를 연구 해 왔습니다. 이러한 작업은 스타 트렉과 같은 것으로 이어지지 않습니다 'Warp Drive이지만 물리학자가 수소 및 항 하이드로겐 원자가 정확히 같은 질량, 스핀 및 기타 기본 특성을 갖는지 여부를 결정할 수 있습니다.
그렇지 않다면, 결과는 물리학 자의 기본 입자와 힘의 표준 모델을 망칠 것입니다. 이 이론은 입자와 항 입자가 반대 방향으로 거울을 요구하는 일종의 수학적 대칭을 가지고 있습니다. 그 대칭을 망치고 이론을 통해 회복하면, 그 의미는 아인슈타인의 특수 이론의 중심 전제를 뒤집을 것입니다. 실질적으로 당신이 우주와 비교하여 고정되어 있는지 또는 움직이는 지 알 수있는 방법이 없다는 개념입니다. 따라서 물질과 반물질의 차이는 모든 현대 물리학을 다시 생각해야합니다.
물질-항체 대칭의 주요 테스트 중 하나는 수소와 항 하이드로겐 원자에 의해 흡수되는 빛의 주파수를 비교하는 것입니다. 양자 역학에 따르면, 원자는 원자 홉 내의 전자가 낮은 에너지 상태에서 더 높은 에너지 상태로 특정 에너지와 색의 광자 만 흡수 할 수 있습니다. 표준 모델에 따르면, 수소와 항 하이드로겐은 정확히 동일한 상태를 갖고 정확히 동일한 에너지의 광자를 흡수해야합니다.
이제 덴마크 아르 후스 대학교 (Aarhus University)의 실험 물리학자인 Jeffrey Hangst와 CERN의 Alpha Collaboration의 48 명의 동료들은 1S라고 불리는 항해도의 가장 낮은 에너지 상태와 2S로 알려진 더 높은 에너지 상태 사이의 에너지 차이를 정확하게 측정했습니다.
실험자들은 일반적인 수소 원자로 작업했기 때문에 레이저 라이트를 사용하여 원자를 2s 상태로 향상시킨 다음 전기장으로 간질 이어 불소를 만들 수있었습니다. 형광을 최대화하기 위해 레이저 주파수를 조정하면 정확한 전이 에너지가 집에 들어갑니다. 이것은 수소의 1S-2S 전이가 Quintillion의 4 개의 부분으로 측정 된 방법이며, 새로운 항 수소 결과보다 약 1000 배 더 정확하다고 Udem은 말합니다.
.그러나, 알파 연구자들은 일반적으로 시험 당 약 40 개의 원자를 포획하기 때문에이 방법은 항 수소에 효과가 없으며, 검출 가능한 형광을 생성하기에는 너무 적기 때문이다. 그래서 그들은 다른 계획에 의존합니다. 양자 이론의 단점 덕분에 1S-2S 점프를 만들기 위해 항 수소 (또는 수소)는 1S-2S 전이에 필요한 에너지의 절반으로 2 개의 광자를 흡수해야합니다. 여기 될 때, 원자는 세 번째 을 흡수 할 수있다 광자는 양전자를 완전히 벗겨냅니다. 그런 다음 안티 프로톤은 트랩에서 나와 주변 입자 검출기 배열로 떠오르고, 이는 소멸되고 아 원자의 폭발을 생성합니다. 탈출하는 안티 프로톤을 계산함으로써 연구원들은 얼마나 많은 원자가 흥미 진진한 원자를 추정했습니다.
작년에 알파 연구원들은 항 수성에서 1S-2S 전이에 대한 첫 번째 관찰을보고했습니다. 이제 그들은 수소와 일 1 조의 두 부분 내에서 일치한다는 것을 보여주었습니다. 연구원들이 오늘 보고서 자연 에보고하는 것처럼 흡수 라인의 정확한 모양도 수소에서 볼 수있는 것과 일치합니다. . Hangst는“우리는 실제로 항 고수소에서 레이저 분광법을 수행했습니다. "이것은 평생 목표였습니다."
블루밍턴의 인디애나 대학교 이론가 인 Alan Kostelecky는이 실험은 상대성 위반 가능성에 대한 제한을 10 ~ 100으로 강화하는 것으로 보인다고 말했다. "이것은 확실히 화려한 결과입니다."라고 그는 말합니다. 그러나 표준 모델 내에서 상대성 위반은 여러 가지면에서 나타날 수 있으며 일부는 이미 다른 유형의 실험에 의해 이미 더욱 제한되어 있다고 Kostelecky는 말합니다.
행스트는 알파 팀이 현재 수소에서 달성 한 것만 큼 정확한 1S-2S 전환을 측정 할 수 있다고 말했다. "내년은 아니지만 10 년이되지 않을 것"이라고 그는 말했다. 항 수소가 수소와 실제로 다른지 여부에 관해서는, 대부분의 물리학 자들은 아마도 긴 샷을 고려할 것입니다. 그러나 Ulmer는 여전히 테스트 할 가치가 있다고 말합니다. "배우는 유일한 방법은 우리가 전에 보지 못한 곳에서 새로운 물리학을 찾는 것입니다." 가장 간단한 비교 중 하나 인 Hangst와 동료들은 항 수소 원자가 지구의 중력 아래에서 "넘어지는"것인지 여부를보고 싶어합니다.
