Physiker fangen monatelang ein einzelnes Positron ein, um die Geheimnisse der Antimaterie zu erkunden
Von KI aus dem Bericht von sciencefriday.com geschrieben. Von keinem Menschen geprüft.
Ein Team der Northwestern University hielt monatelang ein einzelnes Positron – das Antimaterie-Gegenstück zum Elektron – in einem Quanten-Zyklotron fest, um seine magnetischen Eigenschaften mit derselben Präzision zu messen, die bereits beim Elektron erreicht wurde.
Physiker unter der Leitung von Dr. Gerald Gabrielse von der Northwestern University haben ein einzelnes Positron – das Antimaterie-Gegenstück eines Elektrons – mehrere Monate lang in einer kryogenen Magnetfalle eingefangen. Indem sie das Teilchen auf nahezu den absoluten Nullpunkt abkühlten, schuf das Team das, was sie als „Ein-Positron-Quanten-Zyklotron“ bezeichnen – ein künstliches Atom, dessen Quantenenergieniveaus sich präzise steuern und beobachten lassen.
Das Positron stammte aus dem radioaktiven Zerfall eines Natriumatoms, bei dem Positronen mit hoher Energie und Geschwindigkeit freigesetzt werden; eines davon in die kalte Falle zu lenken, war eine zentrale Herausforderung der Arbeit. Mit dem festgehaltenen Positron nutzten die Forscher Radio- und Mikrowellensignale, um Übergänge zwischen einzelnen Quantenenergieniveaus auszulösen und diese Sprünge nachzuweisen. Mit dieser Technik konnten sie das magnetische Moment des Positrons messen.
Gabrielses Gruppe hatte zuvor dieselbe Art von Quantenmessung beim Elektron mit einer Präzision von einem Teil in zehn hoch dreizehn erreicht, und das Team strebt nun dieselbe Präzision für das Positron an. Das übergeordnete wissenschaftliche Ziel ist es, herauszufinden, ob das Positron in jeder messbaren Eigenschaft wirklich das exakte Gegenteil des Elektrons ist oder ob winzige physikalische Unterschiede zwischen beiden bestehen. Ein solcher Unterschied würde auf eine Physik jenseits unseres heutigen Verständnisses des Universums hindeuten.
Dr. Gabrielse sprach über die Forschung in der Sendung „Science Friday“ mit Moderatorin Flora Lichtman.
