Düsseldorf Heinrich Heine Üniversitesi’nden (HHU) Prof. Dr. Stefan Ulmer liderliğindeki Cenevre’deki Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü’ndeki (CERN) uluslararası BASE araştırma işbirliği, madde-antimadde asimetrilerinin incelenmesinde deneysel bir atılım gerçekleştirdi. Evren. Yeni gelişme, antiprotonların kütlesinin ve manyetik momentinin her zamankinden daha doğru bir şekilde ölçülmesine olanak tanıyarak, madde ve antimadde parçacıkları arasındaki olası farklılıkların belirlenmesine yardımcı olabilir.
13 milyar yıl önceki Büyük Patlama’dan bu yana Evren, sürekli olarak proton ve antiproton gibi madde ve antimadde parçacıkları çiftleri üreten yüksek enerjili radyasyonla doldurulmuştur. Bununla birlikte, bilinmeyen nedenlerden dolayı, antimadde pratikte gözlemlenmediğinden Evrende bir dengesizlik vardır. Bu, parçacık fiziğinin standart modeliyle çelişiyor ve fizikçiler, temel fiziksel parametrelerin son derece hassas ölçümlerini yaparak onlarca yıldır bu modeli genişletmeye çalışıyorlar.
BASE (Baryon Antibaryon Simetri Deneyi) işbirliği, madde parçacıkları ile bunlara karşılık gelen antimadde parçacıklarının aynı kütleye ve manyetik momentlere sahip olup olmadığı veya küçük farklılıkların olup olmadığı sorusuna yanıt vermeyi amaçlıyor. Bunu yapmak için araştırmacılar, bireysel, aşırı soğuk ve son derece düşük enerjili antiprotonlar için spin dönüşleri (protonun dönüşündeki kuantum geçişleri) olarak adlandırılan son derece yüksek çözünürlüklü ölçümler yapmak istiyorlar.
Bireysel antiprotonları gerekli hassasiyet seviyelerini sağlayacak şekilde ölçümler için hazırlamak son derece zaman alıcı bir deneysel görevdir. BASE işbirliği, yalnızca en soğuk antiprotonların hedef temelinde hazırlanmasına ve sonraki dönüş ölçümleri için kullanılmasına olanak tanıyan yeni bir tuzak geliştirerek bunu bir adım daha ileri götürmeyi başardı. Bu “Soğutucu Çift Maxwell Şeytan Tuzağı”, antiprotonların soğuma süresini 15 saatten 8 dakikaya düşürerek ölçüm sürecini önemli ölçüde hızlandırıyor ve sonuçların çok daha kısa sürede elde edilmesini sağlıyor.
Yeni tuzak, araştırmacıların dönme hatası oranını 1000 kattan fazla artırmasına ve protonlarla antiprotonların manyetik momentlerinin milyarda bire kadar farklı olduğunu ölçmesine olanak tanıdı. Bir sonraki ölçüm kampanyasında araştırmacılar, manyetik moment belirleme doğruluğunu 10’a çıkarmayı umuyorlar.-10.
Profesör Ulmer geleceğe yönelik planlarını da paylaştı: “Daha hassas ölçümler yapabilmek ve temel temellere ilişkin bilgimizi genişletmek amacıyla Cenevre’deki CERN’de elde edilen antiprotonları diğer araştırma merkezlerine taşımak için kullanabileceğimiz mobil bir parçacık tuzağı oluşturmak istiyoruz. Madde ve antimaddenin özellikleri.”