과학자들은 반물질을 가장 정밀하게 측정했으며 그 결과 생명, 우주 및 그 안에 존재하는 모든 것의 신비를 심화시킬뿐입니다.
새로운 측정 결과는 매우 높은 정밀도로 반물질과 물질이 동일하게 작동 함을 보여줍니다.
그러나 이러한 새로운 측정은 물리학에서 가장 큰 질문 중 하나에 답할 수 없습니다. 빅뱅 중에 같은 부품과 반물질이 형성되면 오늘날 우주가 물질로 구성되는 이유는 무엇입니까?
균형있는 우주
우리 우주는 대립의 균형을 전제로합니다. 물질로 만들어진 모든 유형의 "정상"입자에 대해, 동시에 동일한 전하를 생성하는 동일한 질량의 공액 반입자가 존재한다. 전자는 대향 반 전자, 또는 양전자를 가지며; 양성자는 항 양성자를 가지고; 등등.
그러나 물질과 반물질 입자가 만나면 서로 소멸되어 남은 에너지 만 남게됩니다. 물리학 자들은 빅뱅에 의해 만들어진 동일한 양의 물질과 반물질이 있어야한다고 주장하고, 각각은 서로의 파괴를 보장하여 아기 우주가 인생의 빌딩 블록 (혹은 무엇이든)을 잃어 버릴 수있게했다고 주장했다. 그러나 우리는 거의 전적으로 물질로 구성된 우주에 있습니다.
그러나 여기에 키커가 있습니다 : 우리는 빅뱅에서 그것을 만들어 낸 원시 반물질을 모릅니다. 반물질과 물질이 같은 방식으로 행동한다면 왜 한 유형의 물질이 빅뱅에서 살아 남았고 다른 물질은 그렇지 않았을까요?
이 질문에 대답하는 가장 좋은 방법 중 하나는 물질과 반물질 접합체의 기본 특성을 가능한 정확하게 측정하고 그 결과를 비교하는 것이라고 일본 와코에있는 Riken의 물리학 자 Stefan Ulmer는 말했다. 연구. 물질 특성과 상관 된 반물질 특성 사이에 약간의 편차가있는 경우 물리학의 가장 큰 창 단위를 해결하는 첫 번째 단서가 될 수 있습니다. (2017 년 과학자들은 반물질 파트너의 행동 방식에 약간의 차이가 있음을 발견했지만 그 결과는 발견으로 간주 될 정도로 통계적으로 강하지 않았습니다.)
그러나 과학자들이 반물질을 다루고 싶다면 열심히 노력해야합니다. 최근 일부 물리학 자들은 수소가 "우주에서 우리가 가장 잘 이해하는 것 중 하나"이기 때문에 반 수소 또는 수소의 반물질에 대해 연구했습니다. . 항 수소를 만드는 것은 전형적으로 90,000 개의 항 양자와 3 백만개의 양전자를 혼합하여 50,000 개의 항 수소 원자를 생성하는 것인데, 그 중 20 개만이 11 인치 길이 (28 센티미터) 원통형 튜브에 자석으로 갇혀서 더 연구 할 수 있습니다.
이제 Nature 저널에 오늘 (4 월 4 일) 출판 된 새로운 연구에서 Hangst 팀은 전례없는 표준을 달성했습니다. 항소 수 또는 모든 종류의 반물질을 가장 정확하게 측정했습니다. 15,000 개의 항 수소 원자 (상기 언급 된 혼합 공정을 약 750 회 수행 한 것으로 생각)에서, 그들은 낮은 에너지 상태에서 높은 것으로 점프 할 때 원자가 방출하거나 흡수하는 빛의 주파수를 연구했다.
연구자들의 측정 결과, 수소 원자 반도체의 수소 수준과 흡수 된 수소의 양이 2 조 분의 2의 정밀도로 수소와 일치하여 10 억분의 1 정도의 이전 측정 정밀도를 크게 향상시키는 것으로 나타났습니다.
Ulmer는“실험자들이 100 배의 정밀도를 유지하는 것은 매우 드물다”고 Ulmer는 말했다. 그는 Hangst의 팀이 추가로 10 ~ 20 년 동안 작업을 계속하면 수소 분광기 정밀도 수준을 1,000 배 더 높일 수 있다고 생각합니다.
CERN (European Organization for Nuclear Research)의 ALPHA 협업 대변인 Hangst에게 이러한 결과를 낳았습니다.
행 스트는 반물질을 포획하고 붙잡는 것이 큰 업적이라고 말했다.
"20 년 전, 사람들은 이런 일이 결코 일어나지 않을 것이라고 생각했다"고 그는 말했다. "이 작업을 전혀 수행 할 수없는 것은 실험적인 투어 디포입니다."
새로운 결과는 매우 인상적입니다.이 연구에 참여하지 않은 CERN의 물리학자인 Michael Doser는 Live Science에 이메일로 말했습니다.
Doser 박사는“이 측정을 위해 포획 된 원자의 수 (15,000)는 불과 몇 년 전의 자체 기록에서 크게 개선되었다”고 말했다.
그렇다면 반물질에 대한 가장 정확한 측정 값은 무엇입니까? 불행히도, 우리가 이미 알고있는 것 이상은 아닙니다. 예상대로 수소와 반 수소 (물질과 반물질)는 동일하게 작동합니다. 이제 우리는 1 조분의 1의 부품 측정에서 그것들이 동일하다는 것을 알고 있습니다. 그러나 Ulmer는 1 조각의 2 파트 측정이 두 가지 유형의 물질 사이에서 훨씬 더 높은 수준의 정밀도로 측정이 불가능한 가능성을 배제하지 않는다고 말했다.
Hangst에 관해서는, 반물질이없는 것처럼 우리 물질 우주가 왜 존재하는지에 대한 질문에 덜 신경을 씁니다. "방 안의 코끼리"라고합니다. 그와 그 그룹은보다 정확한 측정에 중점을두고 반물질이 중력에 어떻게 반응하는지 탐구하려고합니다. 정상 물질처럼 떨어질까요, 아니면 떨어질 수 있습니까?
Hangst는 2018 년 말 이전에 CERN이 2 년 동안 업그레이드를 위해 종료 될 때까지 미스터리를 해결할 수 있다고 생각합니다. "우리는 소매에 다른 트릭을 가지고있다"고 말했다. "숙박 해주세요."
