CERN ALPHA ünitesi hidrojenin antimadde karşıtı olan antihidrojenin enerji yapısındaki önemli kuantum etkileri ilk kez ölçmeyi başardı. Maddede olduğu bilinen bu kuantum etkileri çalışmak madde ve antimadde davranışında bugüne kadar gözlenmeyen farklılıkları ortaya koyabilir. Nature dergisinde yeni yayınlanan bu ilk sonuçlar, normal hidrojendeki teorik tahminlerle uyumlu gözüküyor. Bu değerler daha hassas ölçümlerin yapılmasına yardımcı olurken, diğer temel niceliklerin ölçümüne imkan tanıyabilir.
“Madde ve antimadde arasında herhangi bir fark bulunursa, Standart Model’in temelleri sallanabilir ve uzun süredir beklenen bu yeni ölçümler sayesinde Lamb kayması gibi antimadde etkileşimlerine yeni bakış açıları sağlayabilir. ” diyor ALPHA deneyinin konuşmacısı, Jeffrey Hangst.
“Listemizdeki sonraki çalışma ise, teknoloji harikası lazer soğutma teknikeriyle büyük antihidrojen numunelerini dondurmak. Bu teknikler sayesinde, antimadde çalışmalarında bugüne kadar elde edilmemiş hassasiyette madde-antimadde kıyaslamaları yapılabilir.”
ALPHA ekibi, CERN’ün Antiproton Hız Kesicisi’nden gelen antielektronlarla(pozitronlar) antiprotonları bağlayarak, antihidrojen yaratıyor. Sonra bu antihidrojenleri ultra güçlü vakumda manyetik tuzağa hapsediyor. Böylece maddeyle bir araya gelerek yok olması engelleniyor. Sonra bu hapsedilen atomlara lazer ışığı verilerek spektral tepki ölçülüyor. Bu teknik sayesinde hassas yapı ve Lamb kayması olarak bilinen kuantum etkileri ölçülebilir. İşte atomdaki bu belli enerji seviyelerine tekabül eden ufak ayrılmalar, ilk kez anti-hidrojen için ölçüldü.Ekip daha önce de bu yaklaşımı kullanarak antihidrojendeki diğer kuantum etkilerini ölçmüştü, en son ölçülen Lyman-alpha geçişiydi.
Atomik hidrojenin hassas yapısı ilk olarak 100 yıldan öncesinde ölçüldü ve temelinde temel yüklü tanecikler arasında elektromanyetik etkileşim gücünü tarif eder. Lamb kayması ise yine aynı sistemde 70 yıl önce keşfedildi. Kuantum elektrodinamiklerin yani madde ile ışığın etkileşim teorisinin geliştirilmesinde anahtar bileşendir. Lamb kayması ölçümü sayesinde, Willis Lamb 1955’de Nobel Fizik Ödülü aldı.
Kaynak: https://phys.org/news/2020-02-alpha-collaboration-quantum-effects-antimatter.html
