CERN (CERN) est la première étude à mesurer l'effet quantique de l'anti-hydrogène (homologues d'antimatière d'hydrogène) de la structure énergétique de certains de ces effets quantiques sont connus pour exister dans le matériau (positif), les étudier peut révéler la matière et l'antimatière comportement pas de différences encore observées entre les résultats de leurs recherches sont maintenant publiées dans un article paru dans la revue « Nature », les résultats montrent que: ces mesures initiales et à la théorie « positive » pour prédire l'impact de l'hydrogène est le même, et pour la mesurer plus précisément le montant de ces et d'autres de base a ouvert la voie.

expériences du CERN Alfa porte-parole Jeffrey Hanstedt (Jeffrey Hangst) a dit: trouver les différences entre la matière et l'antimatière, ébranlerait les fondements du modèle standard de la physique des particules, et ces nouvelles mesures a exploré l'autre antimatière divers aspects du rôle (comme le déplacement de Lamb), que les physiciens ont longtemps Hâte pour résoudre le problème. La tâche suivante consiste à utiliser la technologie de refroidissement du laser le plus avancé pour refroidir un grand nombre d'échantillons anti-hydrogène (antimatière). Ces technologies vont changer la recherche de l'antimatière, et de l'énergie à la matière et l'antimatière ont été précision relativement sans précédent.

Alpha équipe par l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) antiproton décélérateur d'antiprotons fourni avec anti-électronique (communément appelé « positons ») se combinent pour produire un atome d'antihydrogène. La réaction est alors un atome d'hydrogène dans un piège magnétique de fin de course à vide ultra élevé, ce qui empêche l'atome anti-hydrogène (n) en contact avec la substance et de l'anéantissement. Ensuite, le laser est irradié sur les atomes capturés, pour mesurer leur réponse spectrale.

Cette technique permet de mesurer l'effet quantique connu comme un soi-disant changement d'agneau et de la structure fine, ces effets correspondent aux divisions minute sur un certain niveau d'atomes, et dans cette étude, les atomes d'anti-hydrogène dans le premier il a été mesuré.

Cette méthode a été utilisée pour mesurer d'autres effets quantiques antihydrogène avant que l'équipe, la dernière est Lyman - alpha mesure de transition. Cette structure fine est plus d'un siècle, telle que mesurée par l'hydrogène atomique, et a jeté les bases pour l'introduction de la description de base des constantes naturelles de la force d'interaction entre les particules électromagnétiques sensiblement chargées.

changement de Lamb a été découvert il y a environ 70 ans dans le même système, il est un facteur clé dans l'électrodynamique quantique (théorie de la façon dont la lumière et de la matière Interact) la dynamique de développement. mesures de changement de Lamb à Willis Lamb a remporté le prix Nobel de physique en 1955, 1947, a rapporté les résultats des mesures sur la célèbre Island Convention sur l'asile, qui est la communauté de physique américaine d'après-guerre leaders pour la première fois ont la possibilité de recueillir ensemble.

Théorie et notes techniques

déplacement de Lamb et la structure fine sont atomiques sur une petite échelle de division (ou lignes) peut être étudiée par spectroscopie. En l'absence d'un champ magnétique, un second niveau de la structure fine de l'hydrogène est divisé et la séparation entre le niveau 2P1 / 2 appelé 2P3 / 2. Fractionnement causés par les atomes de vitesse d'électrons et intrinsèque (quantum) l'interaction entre la rotation. « Classique » split de décalage de Lamb entre les niveaux 2S1 / 2 et 2P1 / 2, mais aussi en l'absence d'un champ magnétique, qui est, lorsque les résultats de fluctuation du vide quantique sur l'impact d'électrons de photons virtuel.

Dans la nouvelle étude, alpha équipe à travers un champ magnétique de l'induction et la transition entre le niveau d'énergie le plus bas de l'anti-hydrogène 1 Tesla cas 2P3 / 2 et le niveau 2P1 / 2, et de déterminer la structure fine division déplacement de Lamb. 1S-2S fréquence de transition en utilisant les valeurs précédemment mesurées, et en supposant que certaines interactions hydrogène anti- quantiques sont efficaces, les chercheurs inférées valeur de la séparation de structure fine et de décalage Lamb à partir des résultats de l'étude. Trouvé dans la structure fine division de l'incertitude expérimentale de 2%, la plage d'incertitude expérimentale de décalage de Lamb de 11% à en déduire la valeur de « n » Théorie de prédiction de fractionnement de l'hydrogène constante.

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Journal de référence "Nature"

DOI: 10.1038 / s41586-020-2006-5

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