เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง ความสามารถในการดักจับอนุภาคที่มีประจุและทำให้เย็นลงเหลือเพียงเศษเสี้ยวขององศาเหนือศูนย์สัมบูรณ์เป็นกุญแจสำคัญในการทดสอบฟิสิกส์พื้นฐานหลายอย่าง รวมถึงการตรวจวัดความไม่สมมาตรระหว่างสสารและปฏิสสาร เพื่อให้เข้าถึงอุณหภูมิที่ต่ำกว่าได้เร็วขึ้น นักฟิสิกส์ในเยอรมนีและญี่ปุ่นได้แสดงวิธีการดึงความร้อนจากโปรตอนตัวเดียวผ่านวงจรตัวนำยิ่งยวดที่เชื่อมต่อกับก้อนเมฆของไอออนที่ระบายความร้อนด้วยเลเซอร์ซึ่งอยู่ห่างออกไปหลายเซนติเมตร
ซึ่งเป็นเทคนิคที่พวกเขากล่าวได้ นำไปใช้กับแอนติโปรตอน
โมเดลมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาคบอกเราว่ากระบวนการทางกายภาพทั้งหมดต้องเป็นไปตามความสมมาตรของ CPT โดยไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อประจุ ความเท่าเทียมกัน และเวลากลับกัน การละเมิดความสมมาตรนี้จะต้องมีการยกเครื่องแบบจำลองมาตรฐานและอาจอธิบายได้ว่าทำไมจักรวาลจึงดูเหมือนจะประกอบขึ้นจากสสารเกือบทั้งหมด แม้ว่าในบิกแบงควรมีการสร้างสสารและปฏิสสารในปริมาณที่เท่ากัน
Baryon Antibaryon Symmetry Experiment ( BASE) เป็นหนึ่งในการทดลองหลายครั้งที่ CERN ในสวิตเซอร์แลนด์ซึ่งศึกษาปฏิสสารโดยใช้ antiprotons ที่ส่งโดย Antiproton Decelerator ของห้องปฏิบัติการ เป้าหมายเฉพาะของมันคือการค้นหาหลักฐานของการละเมิด CPT โดยการเปรียบเทียบโมเมนต์แม่เหล็กของโปรตอนและแอนติโปรตอน โดยที่ผ่านมาได้มีการพิสูจน์แล้วว่าปริมาณทั้งสองมีค่าเท่ากันที่ระดับ 1.5 ส่วนในพันล้าน
ระบายความร้อนด้วยความเห็นอกเห็นใจ ในงานล่าสุด สมาชิกของการทำงานร่วมกันของ BASE ได้สาธิตเทคนิคใหม่สำหรับการหล่อเย็นโปรตอนและแอนติโปรตอน ซึ่งจะช่วยให้พวกเขาสามารถเปรียบเทียบโมเมนต์แม่เหล็กของอนุภาคได้แม่นยำยิ่งขึ้น เทคนิคนี้เกี่ยวข้องกับการระบายความร้อนด้วยเลเซอร์ของเบริลเลียมไอออน
ซึ่งเป็นกระบวนการที่ต้องอาศัยการดูดกลืนแสง
เพื่อทำให้ไอออนเย็นลงเหลือเพียงไม่กี่พันขององศาเหนือศูนย์สัมบูรณ์ การระบายความร้อนนี้ไม่สามารถนำไปใช้กับโปรตอนและแอนติโปรตอนได้โดยตรง เนื่องจากอนุภาคย่อยของอะตอมเหล่านี้ไม่มีโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ นักวิจัยใช้ประโยชน์จากสิ่งที่เรียกว่าการระบายความร้อนด้วยความเห็นอกเห็นใจเพื่อทำให้โปรตอนเย็นลงโดยใช้ไอออนเบริลเลียมเย็น
แนวคิดคือการทำให้อนุภาคที่มีประจุเย็นตัวหนึ่งเย็นลงโดยนำอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าอีกตัวหนึ่งมาสัมผัสกับความร้อนด้วยอุณหภูมิที่ต่ำกว่า สิ่งนี้สามารถทำได้ด้วยไอออนที่มีประจุบวก – ถูกทำให้เย็นลงเรื่อยๆ ด้วยเลเซอร์ – และโปรตอนที่ถูกกักไว้โดยใช้สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กในกับดักเดียวกัน อนุภาคทั้งสองจะผลักกัน และในกระบวนการนี้ โปรตอนจะถ่ายเทความร้อนไปยังไอออน ซึ่งจะทำให้เย็นลง
เนื่องจากไอออนที่ใช้ในการหล่อเย็นด้วยเลเซอร์มักจะเกิดจากการลอกอะตอมที่เป็นกลางของอิเล็กตรอนออก เทคนิคนี้จึงไม่สามารถใช้เพื่อทำให้แอนติโปรตอนเย็นลงซึ่งมีประจุบวกโดยใช้กับดักเพียงตัวเดียว ความแปลกใหม่ในการวิจัยครั้งใหม่นี้คือการแสดงให้เห็นว่าอนุภาคย่อยของอะตอมสามารถระบายความร้อนด้วยความเห็นอกเห็นใจได้อย่างไร แม้ว่าจะอยู่ในกับดักที่ต่างจากไอออน
วงจร LC ตัวนำยิ่งยวด BASE ซึ่งนำโดยStefan Ulmerจาก RIKEN ในญี่ปุ่น ได้สาธิตวิธีการดังกล่าวในห้องปฏิบัติการที่มหาวิทยาลัยไมนซ์ในเยอรมนี โดยใช้โปรตอนแทนแอนติโปรตอนในขณะนั้น การทดลองประกอบด้วยกับดักไอออน Penning สองตัวห่างกันประมาณ 9 ซม. ซึ่งทั้งสองอย่างนี้เชื่อมต่อกับวงจรตัวเหนี่ยวนำ-ตัวเก็บประจุ (LC) แบบแช่แข็ง โปรตอนตัวหนึ่งถูกเก็บไว้ในกับดักอันใดอันหนึ่ง และก้อนเมฆของเบริลเลียมไอออนที่ระบายความร้อนด้วยเลเซอร์ในอีกอันหนึ่ง ความถี่เรโซแนนซ์ของวงจร LC ตัวนำยิ่งยวดถูกตั้งค่าให้ใกล้กับความถี่ตามแนวแกนของกับดัก ซึ่งทำให้สามารถถ่ายโอนพลังงานผ่านวงจรจากโปรตอนไปยังไอออนได้
ขณะที่รายงานในบทความเรื่องNatureนั้น
Ulmer และเพื่อนร่วมงานใช้สัญญาณการทดลองสองสัญญาณเพื่อแสดงให้เห็นว่าไอออนทำให้โปรตอนเย็นลงจริงๆ ประการหนึ่ง พวกเขาสามารถคำนวณอุณหภูมิของระบบอนุภาคทั้งสองโดยการวิเคราะห์สัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าที่มีอยู่ในวงจร LC ในเวลาเดียวกัน พวกมันเปลี่ยนความถี่เรโซแนนซ์ของไอออนในขณะที่รักษาโปรตอนให้คงที่ ตามที่คาดไว้ พวกเขาสังเกตเห็นการเย็นตัวเมื่อความถี่ไอออนตรงกับความถี่ของโปรตอนและวงจรเท่านั้น
วินาที ไม่ใช่ชั่วโมง
ทีมงานพบว่าพวกเขาสามารถลดอุณหภูมิของโปรตอนลงได้ 85% ทำให้เย็นลงอย่างต้านทานเป็น 17 K แล้วลดลงเหลือประมาณ 2.5 K ในท้ายที่สุด โดยการปรับปรุงเวลาการมีเพศสัมพันธ์และการจับรูปทรงเรขาคณิตในการทดลองในอนาคต พวกเขาหวังว่าจะบรรลุอุณหภูมิไม่กี่สิบ มิลลิเคลวินภายในไม่กี่วินาที ซึ่งเปรียบเทียบได้ดีกับเวลาประมาณ 10 ชั่วโมงก่อนหน้านี้ที่ใช้ในการทำให้แอนติโปรตอนเย็นตัวลงเหลือประมาณ 100 mK ซึ่งพวกเขาทำโดยการจับคู่เรโซเนเตอร์ตัวนำยิ่งยวดที่ระบายความร้อนด้วยแล้วจึงค่อยๆ ดูดกลืนอนุภาคที่มีพลังงานต่ำที่สุดออกไป
ความก้าวหน้าในแอนติไฮโดรเจนที่ระบายความร้อนด้วยเลเซอร์สามารถเปิดเผยได้ว่าทำไมสสารจึงครอบงำจักรวาล อุณหภูมิที่ต่ำกว่าเหล่านี้ Ulmer กล่าวควรอนุญาตให้พวกเขาตรวจสอบความสมมาตรของสสาร – ปฏิสสาร “ด้วยความแม่นยำที่ดีขึ้นมาก” ส่วนจะแม่นขนาดไหนก็ไม่บอก เขาจะไม่ถูกดึงดูดด้วยความแม่นยำที่อาจจำเป็นตามความเป็นจริงเพื่อดูการละเมิดสมมาตร CPT ที่อาจเกิดขึ้น เขากล่าวว่านั่นเป็นคำถามที่ “เป็นการเก็งกำไรล้วนๆ”
Manas Mukherjee จาก มหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์เขียนบทความ “News and views” ในNature ว่าเทคนิคใหม่นี้เพิ่มโอกาสในการทำให้อนุภาคที่มีประจุเย็นลง – ในระยะทางไกลๆ ตามอำเภอใจ – โดย “การเดินสายไฟ” ” กับไอออนที่ระบายความร้อนด้วยเลเซอร์ เขาเสริมว่าโครงการนี้อาจเป็นวิธีที่ดีกว่าในการแลกเปลี่ยนข้อมูลควอนตัมเพียงบิตเดียวมากกว่าการใช้สถานะควอนตัมของแสงที่ปล่อยออกมา แต่เขาเตือนว่าอัตราการแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างระบบอนุภาคจะต้อง “ปรับปรุงอย่างมาก” ก่อน เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง
