Różnice w masie cząstek materii i antymaterii mogą wyjaśnić, skąd bierze się dysproporcja między obecnością jednej i drugiej we Wszechświecie.
Nad doskonaleniem metod ważenia antymaterii pracują naukowcy z międzynarodowej grupy ASACUSA. Opublikowali oni w Nature wyniki swoich badań, które uzyskali dzięki laserowym pomiarom antyprotonów, uwięzionych w atomach helu. Jak wyjaśnia biuro prasowe CERN, antyprotony są poddawane działaniu promienia lasera o określonej częstotliwości. Częstotliwość ta następnie jest powoli zmieniana, aż osiągnie taką wartość, która spowoduje skok kwantowy antyprotonu. Znając dokładnie wartość tej częstotliwości, fizycy obliczają masę cząstki.
Naukowcom z ASACUSA udało się wyeliminować jedną z przyczyn dotychczasowej niedokładności tych pomiarów - wpływ ruchów atomów helu na częstotliwość lasera. - Przybliżanie i oddalanie się atomów od wiązki powoduje, że dociera do nich fala o zmiennej częstotliwości. To efekt podobny do tego, kiedy wydaje nam się, że sygnał karetki zmienia ton, kiedy się zbliża, mijając nas na ulicy. Do swoich poprzednich pomiarów, przeprowadzonych w 2006 roku zespół ASACUSA używał pojedynczej wiązki laserowej, więc efekt ten znacząco ograniczał dokładność. Tym razem naukowcy użyli dwóch wiązek, poruszających się w przeciwnych kierunkach. Zjawisko zmiany częstotliwości, powodowane ruchami atomów, znosi się w ten sposób dla obu wiązek, co pozwoliło osiągnąć czterokrotnie wyższą dokładność pomiaru - poinformował CERN w komunikacie prasowym. - To bardzo satysfakcjonujący rezultat. Oznacza to, że nasze pomiary masy antyprotonu jako wielokrotności masy elektronu są niemal tak dokładne jak analogiczne pomiary protonu - uważa kierownik grupy ASACUSA Masaki Hori.
Masa antyprotonu jest niemal tak dokładnie znana jak masa protonu, ale wciąż niewystarczająco, aby móc precyzyjnie stwierdzić czy między masą materii i antymaterii występują różnice. Na razie przyjmuje się, że masa obu cząstek jest taka sama, a w praktyce antyproton od protonu nie różni się niczym z wyjątkiem przeciwnego ładunku elektrycznego. To jednak nie musi być prawdą, a planowane przez ASACUSA pomiary mogą, dzięki swojej dokładności, sprawdzić to założenie. - Wyobraźmy sobie, że ważymy wieżę Eiffla. Dokładość, którą my osiągnęliśmy, można porównać właśnie z takim pomiarem z dokładnością do wróbla, który przysiadł na jej wierzchołku. Następnym razem będzie to piórko - zapowiada Hori.
(ew/pap)