Физики несколько месяцев удерживали одиночный позитрон, чтобы раскрыть секреты антиматерии

Физики под руководством доктора Джеральда Габриэльзе из Северо-Западного университета (Northwestern University) несколько месяцев удерживали одиночный позитрон — антиматериальный аналог электрона — в криогенной магнитной ловушке. Охладив частицу почти до абсолютного нуля, команда создала то, что они называют «одно-позитронным квантовым циклотроном» — искусственным атомом, квантовые энергетические уровни которого можно точно контролировать и наблюдать.

Позитрон был получен в результате ядерного распада радиоактивного атома натрия, который высвобождает позитроны с высокой энергией и скоростью; направить один из них в холодную ловушку было одной из главных трудностей работы. Удерживая позитрон на месте, исследователи с помощью радио- и микроволновых сигналов вызывали переходы между отдельными квантовыми энергетическими уровнями и регистрировали эти скачки. Эта методика позволила им измерить магнитный момент позитрона.

Ранее группа Габриэльзе уже выполняла аналогичное квантовое измерение для электрона с точностью одна часть на десять в тринадцатой степени, и теперь команда стремится достичь такой же точности для позитрона. Главная научная цель — определить, является ли позитрон поистине точной противоположностью электрона по всем измеримым свойствам, или между ними существуют крошечные физические отличия. Любое такое отличие указывало бы на физику, выходящую за пределы нашего нынешнего понимания Вселенной.

Доктор Габриэльзе рассказал об исследовании в программе «Science Friday» в беседе с ведущей Флорой Лихтман.