研究者らは、粒子の特性を調べるために1陽電子量子サイクロトロンを考案した。クレジット: Gerald Gabrielse/ノースウェスタン大学 物理学者たちは現在、電子に相当する反物質である単一の陽電子を空中に浮遊させ、可能な限り最も低いエネルギー状態まで冷却した。 このセットアップにより、研究者は前例のない精度で陽電子の磁気特性を研究できるようになります。物理学者たちは、物質と反物質の微妙な違いを見つけ出し、それによって物理学の最大の謎の一つを明らかにしたいと考えている。 なぜ世界が圧倒的に物質でできているのかは誰も知りません。現在の粒子と力に関する最良の理論である標準モデルは、ビッグバンの際にも同じ量の反物質が生成されたはずであることを示唆しています。 しかし、物質と反物質(質量は同じだが電荷などの性質が反対)は接触すると、エネルギーの爆発となって消えます。もしそれらが同量だけ生成されていれば、「すべての物質と反物質は消滅し、宇宙は存在しなかったでしょう」と、この研究を主導したイリノイ州エバンストンのノースウェスタン大学の物理学者ジェラルド・ガブリエルス氏は言う。 物質と反物質の間の測定値の不一致を発見できれば、「物理学では革命的になるだろう」とガブリエルセ氏は言う。標準モデルは、不完全であることが知られているにもかかわらず、実験結果の予測において驚くほど正確であることが証明されています。たとえば、主に重力を介して相互作用すると考えられている物質である暗黒物質の見かけの存在を説明することはできません。 実験の詳細は、 物理的なレビューレター 10月21日1これは「標準模型を超えた物理学の強力な探査」を提供する「注目に値する成果」である、とスイスのジュネーブ近郊にあるCERNの反物質物理学者バーバラ・マリア・ラタックズ氏は言う。ドイツのデュッセルドルフ・ハインリヒ・ハイネ大学(HHU)の物理学者、ステファン・ウルマー氏は、「彼らの最初の精密測定を見るのが待ちきれません」と語る。 違いを見つけてください 1960 年代以来、物理学者は物質との矛盾を見つけようと、反物質をこれまで以上に詳細に研究してきました。彼らは、少数の粒子の挙動において物質がわずかに優先されることを観察しましたが、世界の組成を説明できるほどには至っていませんでした。 これまでのところ、陽子と反陽子の極めて詳細な比較では、そのような違いは明らかにされていません。現在、ガブリエルセ氏のグループは、電子と陽電子の10,000倍の精度で測定できる特性、つまり粒子が磁場中でその軸を中心にどのように揺れるかを決定する「磁気モーメント」を比較したいと考えている。 ポジトロンを固定する 実験を行うために、チームはまず、陽電子を捕捉するという重要な課題に直面しました。彼らは、放射性崩壊から出現する高速で移動する陽電子から始まり、タングステンの結晶内の原子から陽電子を散乱させることで陽電子の速度を遅くしました。多くが全滅したが、チームは最も遅い生存者をかすめ取り、罠に放り込んだ。 Source link