Антипротонный гелий - это трехчастичный атом, состоящий из антипротона и электрона, вращающийся вокруг ядра гелия . Таким образом, он частично состоит из материи и частично из антивещества. Атом электрически нейтрален, так как и электроны, и антипротоны имеют заряд -1, тогда как ядра гелия имеют заряд +2.
Производство [ править ]
Эти экзотические атомы можно получить, просто смешав антипротоны с обычным газом гелием; антипротон самопроизвольно удаляет один из двух электронов, содержащихся в нормальном атоме гелия, в химической реакции, а затем начинает вращаться вокруг ядра гелия вместо электрона. Это произойдет в случае примерно 3% антипротонов, введенных в газообразный гелий. Орбита антипротона, которая имеет большое главное квантовое число и квантовое число углового момента около 38, расположена далеко от поверхности ядра гелия. Таким образом, антипротон может вращаться вокруг ядра в течение десятков микросекунд, прежде чем наконец упасть на его поверхность и аннигилировать .
Лазерная спектроскопия [ править ]
Антипротонные атомы гелия изучаются в эксперименте ASACUSA в ЦЕРНе . В этих экспериментах атомы сначала образуются путем остановки пучка антипротонов в газообразном гелии. Затем атомы облучаются мощными лазерными лучами, которые заставляют антипротоны в них резонировать и прыгать с одной атомной орбиты на другую.
Измерение отношения масс антипротона и электрона [ править ]
Измеряя частоту лазерного излучения, необходимую для резонанса атома, эксперимент ASACUSA определил массу антипротона, которую они измерили при1 836 .153 6734 (15) раз более массивные , чем электрон . [1] Это то же самое, что масса «обычного» протона в пределах уровня достоверности эксперимента. Это подтверждение фундаментальной симметрии природы, называемой CPT (сокращение от заряда, четности и обращения времени). Этот закон гласит, что все физические законы останутся неизменными при одновременном изменении направления оси заряда , четности пространственных осей и ориентации оси времени . Одно из важных предсказаний этой теории состоит в том, что частицы и их античастицы должны иметь одинаковую массу.
Сравнение масс и зарядов антипротонов и протонов [ править ]
Сравнивая приведенные выше результаты лазерной спектроскопии антипротонного гелия с отдельными высокоточными измерениями циклотронной частоты антипротона, выполненными коллаборациями ATRAP и BASE в ЦЕРНе, можно точно сравнить массу и электрический заряд антипротона со значениями протона. Самые последние такие измерения показывают, что масса антипротона (и абсолютная величина заряда) такая же, как и у протона, с точностью до 0,5 частей на миллиард.
Антипротонные ионы гелия [ править ]
Антипротонные ионы гелия является объект два тел состоят из ядра гелия и орбитального антипротона. Имеет электрический заряд +1. Холодные ионы со временем жизни до 100 нс были получены в эксперименте ASACUSA в 2005 году.
См. Также [ править ]
Ссылки [ править ]
Дальнейшее чтение [ править ]
- ASACUSA улучшает измерение массы антипротонов
