Semper Ardens-forsker bag nye præcisionsmålinger på antistof | Carlsbergfondet
Til oversigt

Semper Ardens-forsker bag nye præcisionsmålinger på antistof

Forskerne kan nu ikke blot skabe og fastholde antihydrogen, men også kan måle dets egenskaber med en præcision, der nærmer sig den, hvormed vi kan måle på almindeligt hydrogen. Målingerne er i overensstemmelse med forudsigelser for ”normalt” stof, dvs. det stof, vi selv er lavet af.

Det har længe været kendt, at kvanteeffekter eksisterer i stof, og undersøgelser af disse kan muligvis afsløre endnu ikke observerede forskelle på stof og antistofs egenskaber. Et forskerhold ved den europæiske organisation for højenergifysik CERN, der er ledet af Carlsbergfondets Semper Ardens-forsker Jeffrey Hangst, rapporterer nu i denne uges Nature om de første målinger nogensinde af bestemte kvanteeffekter i energistrukturen i antihydrogen, der er det antistoflige modstykke til hydrogen.

Stemmer overens med teoretiske forudsigelser

Målingerne stemmer overens med teoretiske forudsigelser af egenskaberne i "normalt" hydrogen og kan bane vejen for mere præcise målinger af disse og andre grundlæggende egenskaber.

"At opdage forskelle mellem disse to former for stof ville ryste fundamentet for standardmodellen for partikelfysik, og disse nye målinger afprøver detaljerede aspekter af antistof’s fysiske egenskaber, som vi længe har set frem til at undersøge," siger professor Jeffrey Hangst. Han tilføjer:

”Det næste på vores liste er afkøling af store prøver antihydrogen ved hjælp af state-of-the-art laserkølingsteknikker, der bygger på det aktuelle arbejde. Disse teknikker vil kunne revolutionere undersøgelser af antistof og vil muliggøre en hidtil uset sammenligning mellem stof og antistof med høj præcision.”

Gå til artiklen "Investigation of the fine structure of antihydrogen" 

Enestående landvinding

Carlsbergfondets bestyrelsesformand, professor Flemming Besenbacher, siger om de nye, banebrydende resultater:

”Med sine nye resultater rykker Jeffrey Hangst endnu en gang grænserne for, hvor præcist man kan måle på elektroniske overgange i antistof. Han og hans hold er de eneste i verden, der mestrer den svære kombination af partikelacceleratorer, vakuumteknikker, elektromagnetiske fælder og præcisionsmålinger med lasere, som muliggør denne slags målinger. Det er fundamentalt fascinerende, at vi nu ikke blot kan skabe og fastholde antibrint, men også kan måle dets egenskaber med en præcision, der nærmer sig den, hvormed vi kan måle på almindelige stof. Jeg ser frem til at følge den videre udvikling i Jeffrey Hangsts banebrydende forskning.”

Fanget i en magnetisk fælde

ALPHA-teamet, som Jeffrey Hangst står i spidsen for, er eksperter i at skabe antihydrogen-atomer ved at binde antiprotoner, leveret af CERNs Antiproton Decelerator, til antielektroner, almindeligvis kaldet “positroner”. Disse fanges i en magnetisk fælde i et ultrahøjt vakuum, hvilket forhindrer dem i at komme i kontakt med stof, som ville ødelægge dem.

Laserlys rettes herefter imod de indespærrede atomer for at måle deres spektrale respons. Denne teknik hjælper med at måle kvanteeffekter, som den såkaldte finstruktur og ”Lamb-skiftet”, der er små spaltninger af energiniveauer i atomet. I løbet af ALPHA-teamets eksperiment blev det for første gang målt i antihydrogen-atomet. Forskerholdet har tidligere brugt denne tilgang til at måle andre kvanteeffekter i antihydrogen; den seneste var en måling af Lyman-α-overgangen.

Læs mere om Jeffrey Hangsts forskning i antistof støttet af Carlsbergfondet



Til oversigt