CERNの科学者は、初めてレーザーを使用して反物質を冷却しました

欧州原子核研究機構（CERN）の科学者たちは、レーザーによる反物質の冷却を初めて実現しました。この画期的な成果は、反物質の謎、特に「ビッグバン」の直後に宇宙に姿を消した理由を明らかにするのに役立つ可能性があります。さらに、とらえどころのない暗黒物質とは異なり、反物質は少なくとも私たちにとってより「具体的」であるように見え、近年、分離、製造、およびテストされています。


単純な理論的仮定は、反物質と通常の物質は反対の電荷を持っているということです。2つの特定の数が互いに接触すると、それらが消滅したときに巨大なエネルギーが爆発する可能性があります。このため、反物質の保管と輸送は、それを深く理解することは言うまでもなく、非常に難しいものになっています。

幸いなことに、過去10年間、CERNの科学者たちはより良い容器の開発に懸命に取り組んできました。これらの容器は主に電磁効果を利用して、反物質を真空中に長期間浮遊させます。数秒から数分、さらには1年以上。


このようにして、科学者は、スペクトルや重力との相互作用など、さまざまな方法で反物質を研究することができます。これらすべての主な目的は、電荷が物質と反物質の唯一の違いであるかどうかを研究することです。

さらに、別の問題があります。それは、研究者が高温の「騒がしい」環境で反物質のより正確な測定を実行することが難しいということです。



幸いなことに、CERNのALPHA研究チームのスタッフは、レーザーを使用して反水素原子を冷却することに成功しました。この技術は、これまで従来の材料で広く使用されてきましたが、反物質での使用は初めてです。

原子（または反原子）がレーザーの光子エネルギーを吸収し、短時間でより高いエネルギーレベルに押し上げ、すぐに再び光子を放出し、より低いエネルギーレベルに減衰することがわかります。光子は運動量を伝達できるため、科学者はこのサイクルを使用して原子を徐々に減速させることができます。



これを達成するために、ALPHA研究チームは、反水素用に特別に設計されたパルスレーザーも使用しました。周波数は、「最低エネルギー状態よりも低い」と「高エネルギー状態」への移行の間です。

数時間のハードワークの後、研究者たちは、彼らの（中央値）運動エネルギーが初期値の約1/10に低下し、温度が0.012Kに冷却されたことを発見しました（絶対零度よりわずかに高いだけで、決して到達しませんでした） 。


このタスクを完了した後、研究チームは、反水素のレーザー冷却スペクトルが通常よりもわずか1/4狭いことを発見し続けました。これは、この技術が科学者が反物質のより正確な測定を実行するのに有益であることを示しています。反物質を深く理解するのに役立ちます。従来の物質との違い。