Bir Antimadde Deneyi Mutlak Sıfıra Yakın Sürprizler Gösteriyor


Proje, bir helyum banyosunda spektroskopinin mümkün olup olmadığını görmek için tasarlandı – daha da egzotik hibrit atomları kullanacak gelecekteki deneyler için bir kavram kanıtı.

Ancak Sótér, hibrit atomların farklı helyum sıcaklıklarına nasıl tepki vereceğini merak ediyordu. İşbirliğini, giderek daha soğuk olan helyum banyolarında ölçümleri tekrarlayarak değerli antimaddeyi harcamaya ikna etti.

İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü Zürih’te profesör olan Sótér, “Bu benim açımdan rastgele bir fikirdi” dedi. “İnsanlar, bunun üzerine antiprotonları boşa harcamanın buna değeceğine ikna olmadılar.”

Çoğu atomun spektral çizgileri, giderek yoğunlaşan sıvıda, belki bir milyon kat genişleyerek tamamıyla bozulurken, Frankenstein atomları bunun tam tersini yaptı. Araştırmacılar helyum banyosunu daha buzlu sıcaklıklara düşürdükçe, spektral leke daraldı. Ve yaklaşık 2,2 kelvin’in altında, helyumun sürtünmesiz bir “aşırı akışkan” haline geldiği yerde, neredeyse helyum gazında gördükleri en sıkı çizgi kadar keskin bir çizgi gördüler. Muhtemelen yoğun çevreden bir darbe almasına rağmen, hibrit madde-antimadde atomları, olası olmayan bir uyum içinde hareket ediyorlardı.

Deneyden ne çıkaracaklarından emin olmayan Sótér ve Hori, neyin yanlış gidebileceğini düşünürken sonuca oturdular.

Hori, “Yıllarca tartışmaya devam ettik” dedi. “Bunun neden böyle olduğunu anlamak benim için o kadar kolay olmadı.”

Yakın Çağrı

Zamanla, araştırmacılar hiçbir şeyin ters gitmediği sonucuna vardılar. Dar spektral çizgi, süperakışkan helyumdaki hibrit atomların, bir gazda tipik olan bilardo topu tarzında atomik çarpışmalar yaşamadığını gösterdi. Soru nedendi. Çeşitli teorisyenlere danıştıktan sonra, araştırmacılar iki olası nedene ulaştılar.

Biri sıvı çevrenin doğasını içerir. Grup helyumu süperakışkan bir duruma soğuttuğunda, atom spektrumu aniden daraldı; bu, tek tek atomların birbirlerine sürtünmeden birlikte akmalarına izin verecek şekilde kimliklerini kaybettiği kuantum mekanik bir fenomen. Süperakışkanlık, genel olarak atomik çarpışmaların avantajını ortadan kaldırır, bu nedenle araştırmacılar, yabancı atomların bazı durumlarda yalnızca hafif genişleme veya hatta sınırlı miktarda sıkılaşma yaşamasını bekler. Lemeshko, “Süper akışkan helyum” dedi, “atomları ve molekülleri içine sokabileceğiniz bilinen en yumuşak şey.”

Ancak süperakışkan helyum, hibrit atomların en izolasyonist benlikleri haline gelmesine yardımcı olmuş olsa da, tek başına bu, atomların ne kadar iyi davrandığını açıklayamaz. Araştırmacılar, uygunluklarının bir başka anahtarının, antimadde bileşenlerinin ortaya çıkardığı olağandışı yapıları olduğuna inanıyor.

Normal bir atomda, küçük bir elektron, özellikle bir lazer tarafından uyarıldığında, konak atomundan uzaklaşabilir. Böyle gevşek bir tasma üzerinde, elektron kolaylıkla diğer atomlara çarparak atomunun içsel enerji seviyelerini bozabilir (ve spektral genişlemeye yol açabilir).

Sótér ve meslektaşları, hantal antiprotonlar için hareketli elektronları değiştirdiğinde, atomun dinamiklerini büyük ölçüde değiştirdiler. Devasa antiproton, dış elektronun onu barındırabileceği çekirdeğe yakın duran bir ev gövdesinden çok daha fazlasıdır. “Elektron bir güç alanı gibidir,” dedi Hori, “bir kalkan gibidir.”


Kaynak : https://www.wired.com/story/an-antimatter-experiment-shows-surprises-near-absolute-zero

Yorum yapın