Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων του «Αντιυδρογόνο»

μ
επιμέλεια
μ (επιμέλεια)
[[Αρχείο:3D image of Antihydrogen.jpg|thumb|right|Το αντιάτομο του αντιυδρογόνου αποτελείται από ένα [[αντιπρωτόνιο]] και ένα [[ποζιτρόνιο]].]]
 
Το '''αντιυδρογόνο''' είναι το [[αντιύλη|αντιυλικό]] ανάλογο του [[υδρογόνο|υδρογόνου]]. Ενώ το [[άτομο]] του κοινού υδρογόνου αποτελείται από ένα [[πρωτόνιο]] και ένα [[ηλεκτρόνιο]], το αντιάτομο του αντιυδρογόνου αποτελείται από ένα [[αντιπρωτόνιο]] και ένα [[ποζιτρόνιο]]. Το αντιυδρογόνο άρχησεάρχισε να παράγεται τεχνητά το [[1995]], σε πειράματα με [[Επιταχυντής σωματιδίων|επιταχυντήεπιταχυντές σωματιδίων]], αλλά τα άτομα αντιυδρογόνου που παράχθηκαν είχαν τόσο υψηλές [[ταχύτητα|ταχύτητες]], ώστε συγκρούστηκαν με [[ύλη]] και [[Εξαΰλωση|εξαϋλώθηκαν]] πριν εξεταστούν για λεπτομέρειες. Το τυποποιημένο σύμβολο για το αντιυδρογόνο είναι <math>\mathrm{\bar H} </math>.
 
== Παραγωγή ==
 
Το [[1995]], παράχθηκε για πρώτη φορά αντιυδρογόνο από μια ομάδα ερευνητών υπό την ηγεσία του Γουόλτερ Ουέλερτ στο [[CERN]] της [[Γενέβη|ΓενέβηςΓενεύη]]ς<ref>Freedman, David H. "Antiatoms: Here Today . . .". ''Discover'' Magazine.</ref>. Το πείραμα έγινε στοστον [[Δακτύλιος χαμηλής ενέργειας αντιπρωτονίων|δακτύλιο χαμηλής ενέργειας αντιπρωτονίων]] (''Low Energy Anti-Proton Ring (LEAR)''), όπου αντιπρωτόνια, που παράχθηκαν με έναν επιταχυντή σωματιδίων, εκτοξεύθηκαν σε [[συσσωμάτωμα|συσσωματώματα]] [[ξένο|ξένου]]<ref>Baur, G.; Boero, G.; Brauksiepe, A.; Buzzo, A.; Eyrich, W.; Geyer, R.; Grzonka, D.; Hauffe, J.; Kilian, K.; LoVetere, M.; Macri, M.; Moosburger, M.; Nellen, R.; Oelert, W.; Passaggio, S.; Pozzo, A.; Röhrich, K.; Sachs, K.; Schepers, G.; Sefzick, T.; Simon, R.S.; Stratmann, R.; Stinzing, F.; Wolke, M. (1996). "Production of Antihydrogen". ''Physics Letters B'' 368 (3): 251ff. Bibcode:1996PhLB..368..251B. doi:10.1016/0370-2693(96)00005-6.</ref>. Όταν ένα αντιπρωτόνιο φθάνει κοντά σε έναν πυρήνα ξένου, ένα ζεύγος ηλεκτρονίου - ποζιτρονίου μπορεί να παραχθεί, και υπάρχει κάποια πιθανότητα το παραγώμενοπαραγόμενο ποζιτρόνιο να αιχμαλωτιστεί από το αντιπρωτόνιο και να σχηματιστεί έτσι ένα αντιάτομο αντιυδρογόνου. Η πιθανότητα να παραχθεί ένα αντιάτομο αντιυδρογόνου από ένα αντιπρωτόνιο ήταν μόλις 10<sup>-19</sup>, οπότε αυτή η μέθοδος δεν είναι κατάλληλη για την παραγωγή σημαντικών ποσοτήτων αντιυδρογόνου, όπως έδειξαν οι σχετικοί υπολογισμοί<ref>Aste, Andreas; Hencken, Kai; Trautmann, Dirk; Baur, G. (1993). "Electromagnetic Pair Production with Capture". Physical Review A 50 (5): 3980ff. Bibcode:1994PhRvA..50.3980A. doi:10.1103/PhysRevA.50.3980.</ref>.
 
Το [[1997]], τα πειράματα του CERN αναπαράχθηκαν στο [[Φέρμιλαμπ]] (''Fermilab'') των [[ΗΠΑ]], όπου ενα κάπως διαφορετικό κεντρικό συμπέρασμα για τη διαδικασία εντοπίστηκε<ref>Blanford, G.; D.C. Christian, K. Gollwitzer, M. Mandelkern, C.T. Munger, J. Schultz, G. Zioulas (December 1997). "Observation of Atomic Antihydrogen". ''Physical Review Letters'' (Fermi National Accelerator Laboratory) 80 (14): 3037. Bibcode:1997APS..APR.C1009C. doi:10.1103/PhysRevLett.80.3037. "FERMILAB-Pub-97/398-E E862 ... p and H experiments"</ref>: Και τα δυο πειράματα κατέληξαν σε υψηλής ενέργειας («θερμά») αντιάτομα αντιυδρογόνου, που ήταν ακατάλληλα για λεπτομερή μελέτη. Επ[ομένωςΕπομένως στο CERN κατασκευάστηκε ο [[επιβραδυντής αντιπρωτονίων]] με σκοπό να υποστηρίξει τις προσπάθειες παραγωγής χαμηλής ενέργειας («ψυχρά») αντιάτομα αντιυδρογόνου, που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για δοκιμές των θεμελιωδών συμμετριών.
 
Σε πειράματα που εκτελέστηκαν από τις ομάδες [[ATRAP (ομάδα CERN)|ATRAP]] και [[ATHENA (ομάδα CERN)|ATHENA]] στο CERN, ποζιτρόνια από μια πηγή ραδιενεργού [[νάτριο|νατρίου]] και αντιπρωτόνια οδηγήθηκαν μαζί σε [[περίφραξη παγίδων]], όπου η σύνθεση αντιατόμων αντιυδρογόνου έφτασε σε έναν τυπικό ρυθμό των 100 αντιατόμων αντιυδρογόνου ανά δευτερόλεπτο. Το αντιυδρογόνο παράχθηκε για πρώτη φορά από την ομάδα ATHENA<ref>M. Amoretti et al. (2002). "Production and detection of cold antihydrogen atoms". ''Nature'' 419 (6906): 456–9. Bibcode:2002Natur.419..456A. doi:10.1038/nature01096. PMID 12368849.</ref> και ακολούθως από την ομάδα ATRAP<ref>Gabrielse, G. et al. (2002). "Driven Production of Cold Antihydrogen and the First Measured Distribution of Antihydrogen States". Phys. Rev. Lett. 89 (23): 233401. Bibcode:2002PhRvL..89w3401G. doi:10.1103/PhysRevLett.89.233401.</ref> το [[2002]]. Μέχρι το [[2004]], εκατομμύρια αντιάτομα αντιυδρογόνου παράχθηκαν με αυτήναυτή τη μέθοδο.
 
Τα χαμηλής ενέργειας («ψυχρά») αντιάτομα αντιυδρογόνου που συνθέθηκανσυντέθηκαν ως τότε είχαν μιαμία σχετικά υψηλή θερμοκρασία (λίγες χιλιάδες [[Κλίμακα Κέλβιν|Κέλβιν]]) και έτσι χτυπούσαν στα τοιχώματα της πειραματικής συσκευής και συνεπώς εξαϋλώνονταν. Σε ένα νέο πείραμα, η ομάδα [[ALPHA (ομάδα CERN)|ALPHA]], που είναι η διάδοχη ομάδα της ομάδας ATHENA και της ομάδας ATRAP, προσπαθούσε να φτιάξει αντιυδρογόνο με αρκετά χαμηλή [[κινητική ενέργεια]], ώστε επιβεβαιωθούν [[μαγνητισμός|μαγνητικά]]<ref> N. Madsen (2010). "Cold antihydrogen: a new frontier in fundamental physics". ''Philosophical Transactions of the Royal Society A'' 368 (1924): 3671–82. Bibcode:2010RSPTA.368.3671M. doi:10.1098/rsta.2010.0026. PMID 20603376.</ref>.
 
Οι περισσότερες δοκιμές ακριβείας για τις ιδιότητες του αντιυδρογόνου μπορούν να γίνουν μόνο αν το αντιυδρογόνο παγιδευτεί, δηλαδή να κρατηθεί σε ένανένα χώρο για ένα σχετικά μακρύ χρονικό διάστημα. Ενώ τα αντιάτομα αντιυδρογόνου (όπως και τα άτομα υδρογόνου) είναι ηλεκτρικά ουδέτερα, η περιστροφή (''spin'') τους παράγει μαγνητικές ροπές. Αυτές οι μαγνητικές ροπές αλληλεπιδρούνναλληλεπιδρούν με ένα ανομοιογενές [[μαγνητικό πεδίο]]. Κάποια από τα αντιάτομα αντιυδρογόνου έλκονται σε ένα «μαγνητικό ελάχιστο». Ένα τέτοιο «μαγνητικό ελάχιστο» δημιουργείται με το συνδυασμό ενός [[κάτοπτρο|κατόπτρου]] από πολυπολικά πεδία<ref> D. E. Pritchard; Heinz, T.; Shen, Y. (1983). "Cooling neutral atoms in a magnetic trap for precision spectroscopy". Physical Review Letters 51 (21): 1983. Bibcode:1983PhRvL..51.1983T. doi:10.1103/PhysRevLett.51.1983.</ref>. Το αντιυδρογόνο μπορεί να παγιδευθεί από ένα τέτοιο «μαγνητικό ελάχιστο» (ελάχιστο Β) - παγίδα. Το Νοέμβριο του [[2010]], η ομάδα ALPHA ανακοίνωσε ότι παγίδεψε [[38 (αριθμός)|38]] αντιάτομα αντιυδρογόνου για χρονικό διάστημα περίπου ίσο με το 1/6 του [[δευτερόλεπτο|δευτερολέπτου]], από την ομάδα της [[Συσκευή φυσικής λέιζερ αντιυδρογόνου|συσκευής φυσικής λέιζερ αντιυδρογόνου]] (''Antihydrogen Laser Physics Apparatus, ALPHA'') του CERN<ref> Eugenie Samuel Reich, "Antimatter held for questioning", Nature News 2010-11-17, accessed 2010-11-20</ref><ref>Andresen, G. B. et al. (ALPHA Collaboration) (2010). "Trapped antihydrogen". Nature 468 (7324): 673–676. Bibcode:2010Natur.468..673A. doi:10.1038/nature09610. PMID 21085118.</ref>. Αυτή ήταν η πρώτη φορά που παγιδεύθηκε ηλεκτρικά ουδέτερη αντιύλη. Τον Ιούνιο του [[2011]], η ομάδα ALPHA ανακοίνωσε ότι αυτήν τη φορά παγίδεψε [[309 (αριθμός)|309]] αντιάτομα αντιυδρογόνου, μερικές φορές ως και για [[1.000 (αριθμός)|1.000]] δευτερόλεπτα<ref>Andresen, G. B. et al. (ALPHA Collaboration) (2011). "Confinement of antihydrogen for 1,000 seconds". Nature Physics 7 (7): 558. arXiv:1104.4982. Bibcode:2011NatPh...7..558A. doi:10.1038/nphys2025.</ref><ref>Andresen. G. B. et al. (ALPHA Collaboration) (2011). "Confinement of antihydrogen for 1,000 seconds". arXiv:1104.4982 [physics.atom-ph].</ref>. Μέχρι και [[3 (αριθμός)|3]] αντιάτομα αντιυδρογόνου παγιδεύθηκαν ταυτόχρονα.
 
Ένας σημαντικός στόχος στην έρευνα του αντιυδρογόνου δημοσιεύθηκε στις [[7 Μαρτίου]] [[2012]], σύμφωνα με την οποία οι ερευνητές της ομάδας ALPHA εξερεύνησαν την εσωτερική δομή του αντιυδρογόνου προσαρμόζοντας τη συσκευή να χρησιμοποιήσει συντονισμένη ακτινοβολία [[μικροκύματα|μικροκυμάτων]] και να παγιδέψει μαγνητικά τα (παραγώμενα) αντιάτομα<ref>http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/mar/07/internal-structure-of-antihydrogen-probed-for-the-first-time; own participation</ref>.
29.435

επεξεργασίες