بیگ بنگ: دانشمندان سرن در تحقیقات خود در زمینه پادماده به نقطه عطف دیگری دست یافتند. آنها برای نخستین‌بار نور خاصی را که از یک اتم برانگیختۀ پاد هیدروژنی منتشر شده بود، مشاهده کردند. این مشاهده می‌تواند دانش ما را در مورد این موضوع و فرصت‌های جدید برای مطالعه پادماده افزایش دهد.

به گزارش بیگ بنگ، همانطور که در مجلۀ Nature گزارش شد، محققان پروژه ALPHA – به همراه فیزیکدانان سرن که در تلاشند تا بتوانند اتم‌های پاد هیدروژنی را به دام بیندازند برای اولین‌بار توانستند انتقال آلفا- لیمان را در یک اتم پاد هیدروژنی مشاهده کنند. فیزیکدانان در مورد خواص پادماده بسیار کنجکاو هستند. ما می‌دانیم که پاد ماده وجود دارد، اما هنوز نمی‌دانیم که چرا جهان تقریبا به طور انحصاری از ماده ساخته شده است. همه آزمایشات ما تاکنون نشان داده‌اند که هر دوی آنها(ماده و پاد ماده) به یک شیوه رفتار می‌کنند، هرچند در بین آنها برخی تفاوت‌ها وجود دارد که محققان امیدوارند بتوانند آنها را کشف نمایند.

انتقال لیمان- آلفا قبلا در ماده مشاهده شده است، اما مشاهدۀ این رفتار به همین شیوه در پاد ماده این سوال را پر رنگ‌تر می‌کند که چرا جهان به این شکل ساخته شده است. در حالت ماده، هنگامی که یک الکترون برانگیخته از یک سطح انرژی بالاتر (یا مدار) به نام 2P به حالت اولیه خود باز می‌گردد، فوتون فرابنفشی را با طول موج مشخص 121.6 نانومتر منتشر می‌نماید.

در حالت پادماده، نقش الکترون توسط پوزیترون ایفا می‌شود که دارای جرمی مشابه اما باری متضاد است. اگر چه پادماده در جهان بسیار نادر است، پوزیترون‌ها به راحتی یافت می‌شوند؛ سدیم22 یکی از منابع پوزیترون است، و همان چیزی است که دانشمندان در اینجا مورد استفاده قرار داده اند. در این تحقیق تیم ALPHA  تعامل این پوزیترون‌ها را با شلیک پرتو پروتون‌های منظم به یک بلوک از فلزات پاد هیدروژنی با آنتی پروتون‌ها برقرار نمودند و آنها را در یک تله مغناطیسی قرار دادند که از تماس آنها با ماده و نابودی جلوگیری می‌نمود.

پس از آن این محققان پالس‌های لیزری را به  ماده شلیک کردند که باعث تحریک پوزیترون‌ها شد و باعث شد که آنها درست مانند ماده‌ای که فوتون‌ها را منتشر می‌کند رفتار کنند. انتقال انرژی از یک سطح به سطح دیگر یک روند تدریجی است، بدین معنی که مقدار آن همواره یکسان می‌باشد، بنابراین فوتون خروجی لیگان- آلفا همیشه یکسان است.

جفری هانست، سخنگوی آزمایشگاه ALPHA، در بیانیه‌ای گفت: «ما واقعا بخاطر کسب این نتیجه هیجان‌زده هستیم. انتقال لیمان-آلفا حتی در هیدروژن طبیعی هم بسیار سخت است. اما به دلیل توانایی ما در به دام انداختن و نگه داشتن تعداد زیادی از اتم‌های پاد هیدروژنی برای چند ساعت و استفاده از یک منبع لیزری لیمان- آلفا، این امر امکان پذیر شد. اتم پاد هیدروژن منتشر کننده نور لیمان-آلفا فرصت جدیدی را برای مطالعه پادماده به وجود می آورد. این انتشار یک عامل کلیدی برای خنک‌سازی لیزر است، بنابراین با استفاده از آن می‌توان نمونه‌های سرد و متراکم آنتی هیدروژن را ایجاد نمود.

ترجمه: سهیلا دوست پژوه/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: iflscience.com