Антиводород

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Антиводоро́д — связанное состояние антипротона и позитрона.

Впервые атом антиводорода наблюдался в 1995 году в эксперименте SP20 на ускорителе LEAR в ЦЕРНе.

В 2002 году сразу две коллаборации — ATRAP и ATHENA — синтезировали и в течение долгого времени удерживали относительно холодный антиводород в значительных количествах, порядка 50 000 000 атомов. В настоящее время эти группы исследуют спектроскопию антиводорода и иные свойства полученного антивещества.

В 2010 году участники эксперимента ALPHA, проводившегося в CERN, опубликовали статью, в которой заявили, что им удалось не только создать атомы антиводорода, но и удерживать их в специальной ловушке в течение 0,1—0,2 секунды[1][2][3]. В 2011 году это время было увеличено до 17 минут[4][5][6].

В 2016 году CERN получила эмиссионный спектр антиводорода[7][8].

В августе 2018 года ученые из коллаборации ALPHA впервые пронаблюдали позитронный переход между основным и первым возбужденным энергетическими уровнями в антиводороде. Этот переход соответствует первой спектральной линии в серии Лаймана[9][10].

Характеристики[править | править код]

Теорема CPT о физике частиц предсказывает, что атомы антиводорода обладают многими характеристиками обычного водорода; т.е. такую же массу, магнитный момент и частоты состояний атома (см. атомную спектроскопию) . Например, ожидается, что возбужденные атомы антиводорода будут в спектре того же цвета, что и обычный водород. Атомы антиводорода должны быть притянуты к другому веществу или антиматерии гравитационно с силой той же величины, что и обычные атомы водорода. Это было бы неверно, если бы антиматерия имела отрицательную гравитационную массу, что считается крайне маловероятно, хотя еще не полностью опровергнуто (см. Гравитационное взаимодействие антивещества) . Когда антиводород входит в контакт с обычным веществом, его составляющие быстро аннигилируют. Позитрон аннигилирует электроном с образованием гамма-лучей. С другой стороны, антипротон состоит из антикварков, которые объединяются с кварками в нейтронах или протонах, что приводит к выделению высокоэнергетических пионов, которые быстро распадаются на мюоны, нейтрино, позитроны и электроны. Если бы антиводородные атомы были приостановлены в идеальном вакууме, они должны существовать бесконечно. Как антиэлемент, он, как ожидается, будет иметь те же свойства, что и водород. Например, антиводород был бы газом в стандартных условиях и в сочетании с антиоксигенным составом,H2O

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. G. B. Andresen et al. Trapped antihydrogen (англ.) // Nature. — 2010. — Vol. 468. — P. 673–676. — DOI:10.1038/nature09610.
  2. Antimatter Atoms Stored for the First Time (англ.), Science Daily (17 ноября 2010). Проверено 18 ноября 2010.
  3. Физики научились удерживать атомы антивещества, РИА Новости (17 ноября 2010). Проверено 18 ноября 2010.
  4. The ALPHA Collaboration. Confinement of antihydrogen for 1,000 seconds (англ.) // Nature Physics. — 2011. — Vol. 7. — P. 558–564. — DOI:10.1038/nphys2025. (arXiv:1104.4982v1)
  5. Clifford M. Surko. Anti-atoms: Gotcha! (англ.) // Nature Physics. — 2011. — Vol. 7. — P. 520–521. — DOI:10.1038/nphys2030.
  6. Физики увеличили в 10 тысяч раз срок жизни атомов антиматерии, РИА Новости (27 апреля 2011). Проверено 27 апреля 2011.
  7. M. Ahmadi, B. X. R. Alves, C. J. Baker, W. Bertsche, E. Butler. Observation of the 1S–2S transition in trapped antihydrogen (англ.) // Nature. — 2016-12-19. — Vol. advance online publication. — ISSN 1476-4687. — DOI:10.1038/nature21040.
  8. Владимир Королев. В CERN получили первый оптический спектр антиводорода. nplus1.ru. Проверено 26 декабря 2016.
  9. Александр Дубов. В антиводороде впервые увидели переход позитрона из основного состояния в первое возбужденное. nplus1.ru. Проверено 23 августа 2018.
  10. M. Ahmadi, B. X. R. Alves, C. J. Baker, W. Bertsche, A. Capra. Observation of the 1S–2P Lyman-α transition in antihydrogen (En) // Nature. — 2018-08-22. — ISSN 1476-4687 0028-0836, 1476-4687. — DOI:10.1038/s41586-018-0435-1.

Литература[править | править код]

Ссылки[править | править код]