Giữ riêng positron để so sánh vật chất và phản vật chất
· Ban biên tập BehindLines
Một nhóm tại Đại học Northwestern đã giữ được một positron trong bẫy điện từ suốt nhiều tháng và phân biệt các trạng thái lượng tử của nó. Công bố ngày 21 tháng 10 trên Physical Review Letters, thí nghiệm chuẩn bị cho việc so sánh chính xác hơn với electron. Công trình chưa báo cáo khác biệt giữa vật chất và phản vật chất.
Giữ hạt mà không chạm thành bình
Positron là phản hạt của electron. Khi gặp nhau, chúng hủy cặp, nên không thể dùng một bình chứa thông thường để giữ positron. Nhóm do Gerald Gabrielse dẫn dắt sử dụng bẫy Penning, trong đó điện trường và từ trường giữ hạt cách xa thành bình.
Các positron đến từ sự phân rã của natri-22. Trước hết, nhà nghiên cứu phải làm chúng chậm lại, rồi bắt một hạt trong môi trường gần như chân không. Thiết bị được làm lạnh xuống khoảng 300 millikelvin, tức cao hơn độ không tuyệt đối 0,3 độ. Số va chạm có thể xảy ra ít giúp kéo dài thời gian giam giữ.
Từ giam giữ đến đo lường
Kết quả vượt ra ngoài việc lưu giữ. Vi sóng có thể tạo ra chuyển tiếp giữa các mức năng lượng, và thiết bị phát hiện được những chuyển tiếp đó. Khả năng kiểm soát này biến chuyển động của positron thành công cụ đo lượng tử.
Mục tiêu tiếp theo là mômen từ, một tính chất mô tả cách hạt ứng xử trong từ trường. Các tác giả muốn so sánh nó với mômen từ của electron để kiểm tra đối xứng CPT, nguyên lý cơ bản của mô hình chuẩn trong vật lý hạt. So sánh ấy vẫn là mục tiêu; công trình này chưa xác lập sự vi phạm đối xứng đó.
Mới đăng trên tạp chí, nhưng đã chia sẻ trước
Ngày 21 tháng 10 là ngày bài báo đăng trên tạp chí và trường đại học phát thông cáo. Bản thảo đã có trên arXiv từ ngày 3 tháng 5, rồi được sửa ngày 21 tháng 8. Vì vậy, việc đăng bài không có nghĩa thí nghiệm được tiến hành trong tuần này.
Tiến bộ chủ yếu mang lại phương pháp mới để khảo sát một hạt khó lưu giữ. Giải thích vì sao vật chất chiếm ưu thế trong Vũ trụ cần những kết quả khác. Bẫy giúp thực hiện các phép kiểm tra, nhưng chưa đưa ra câu trả lời.