Til oversigt

Med støtte fra Carlsbergfondet: En ny præcisionsæra for antistofforskning

Jeffrey Hangst, talsmand for Alpha-samarbejdet på CERN. Foto: Brice, Maximilien; Ordan, Julien Marius, CERN

Carlsbergfondets Semper Ardens-forsker, professor og leder af The Alpha-G Project Jeffrey Hangst, har sammen med sit forskerhold ved Cern målt en lysinduceret overgang i antibrint med hidtil uset præcision. Det rapporterer han og kollegerne i dag i tidsskriftet Nature.

ALPHA-eksperimentet ved Cern i Schweiz, der er støttet med en Semper Ardens-bevilling fra Carlsbergfondet, har rapporteret den hidtil mest præcise, direkte måling på antistof, der afslører den spektrale struktur af antibrint. Resultatet, der offentliggøres i Nature i dag, er kulminationen af tre årtiers forskning og udvikling ved CERN og åbner op for en fuldstændig ny æra for højpræcisionstests af stof og antistof.

”Vi er meget stolte over, at ALPHA nu kan offentliggøre nøjagtigste måling på antistof nogensinde.  Det er noget, vi har arbejdet på i mere end 25 år”, siger Jeffrey Hangst. Han uddyber:

”Det er et paradigmeskift, at vi kan lave rigtig laserspektroskopi med antistof. Nu står det klart, at vi i fremtiden vil kunne studere antibrint-atomet med den samme nøjagtighed, som man har opnået med brint. Det har altid været både vores mål og en målsætning for CERN’s antistofprogram.”

Læs artiklen

Sådan gjorde de

Forskerne i ALPHA-samarbejdet laver antibrint atomer ved at fange antiprotoner fra CERN’s ”Antiproton Decelerator” og binde dem sammen med positroner fra en natrium-22 kilde. Herefter fanges de derved samlede antibrint-atomer i en magnetisk fælde, der forebygger at de kommer i kontakt med stof og tilintetgøres. De tilfangetagne antibrint-atomer udsættes herefter for laserlys, og deres respons måles for endelig at kunne sammenlignes med tilsvarende for brint.

I 2016 brugte ALPHA-holdet denne tilgang til at måle frekvensen for den elektroniske overgang imellem den laveste energitilstand og den første anslåede tilstand (den såkaldte 1S-til-2S overgang) med en præcision på nogle få dele per 10 milliarder. Det svarer fint til den tilsvarende overgang i brint. Målingen indebar brugen af to laserfrekvenser. Én, der svarede til frekvensen af 1S-2S overgangen i brint, og en helt anden ”detuned” frekvens, hvor man optalte antallet af atomer, der faldt ud af fælden som følge af vekselvirkningerne imellem laseren og de tilfangetagne atomer.

Det seneste resultat fra ALPHA tager antibrintspektroskopi til det næste niveau ved at bruge ikke bare én, men adskillige ”detuned” laserfrekvenser med en smule lavere og en smule højere frekvenser end 1S-2S overgangsfrekvensen i brint. Dette tillod forskerholdet at måle den spektrale form, eller spredningen i farver, ved 1S-2S antibrint-overgangen og få en meget mere præcis måling af frekvensen.

Læs mere om Jeffrey Hangsts Semper Ardens-projekt i Carlsbergfondets Årsskrift 2017

Artiklen er forfattet med udgangspunkt i CERN's pressemeddelelse udarbejdet af Ana Lopes



Til oversigt