A conquista, detalhada em um artigo publicado e apresentado na capa da revista Nature , irá alterar significativamente o panorama da pesquisa de antimatéria e promover a próxima geração de experimentos.
Com informações de Phys.
Pesquisadores com a colaboração ALPHA baseada no CERN anunciaram a primeira manipulação de antimatéria baseada em laser do mundo, aproveitando um sistema de laser feito no Canadá para resfriar uma amostra de antimatéria até quase zero absoluto.
A antimatéria é a contraparte sobrenatural da matéria; ele exibe características e comportamentos quase idênticos, mas tem carga oposta. Como eles se aniquilam ao entrar em contato com a matéria, os átomos de antimatéria são excepcionalmente difíceis de criar e controlar em nosso mundo e nunca haviam sido manipulados com um laser.
“Os resultados de hoje são o culminar de um programa de pesquisa e engenharia de anos de duração, conduzido na UBC, mas apoiado por parceiros de todo o país”, disse Takamasa Momose, pesquisador da Universidade de British Columbia (UBC) com a equipe canadense da ALPHA (ALPHA- Canadá) que liderou o desenvolvimento do laser. “Com essa técnica, podemos abordar mistérios de longa data como: ‘Como a antimatéria responde à gravidade? A antimatéria pode nos ajudar a entender as simetrias na física?’. Essas respostas podem alterar fundamentalmente nossa compreensão do nosso Universo.”
Desde sua introdução, há 40 anos, a manipulação e o resfriamento de átomos comuns a laser revolucionaram a física atômica moderna e possibilitaram vários experimentos vencedores do Prêmio Nobel. Os resultados na Nature marcam o primeiro caso de cientistas aplicando essas técnicas à antimatéria.
Ao resfriar a antimatéria, os pesquisadores serão capazes de realizar uma variedade de testes de precisão para investigar mais profundamente as características da antimatéria, incluindo experimentos que podem iluminar as simetrias fundamentais do nosso Universo. Esses testes podem oferecer pistas sobre por que o Universo é feito principalmente de matéria e não de partes iguais de matéria / antimatéria, conforme previsto pelos modelos do Big Bang.
“Foi um sonho um pouco louco manipular a antimatéria com laser”, disse Makoto Fujiwara, porta-voz da ALPHA-Canadá, cientista do TRIUMF e proponente original da ideia de resfriamento a laser. “Estou emocionado que nosso sonho finalmente se tornou realidade como resultado de um tremendo trabalho em equipe de cientistas canadenses e internacionais.”
A manipulação da antimatéria a laser também abre a porta para uma variedade de inovações físicas de ponta. Momose e Fujiwara estão agora liderando um novo projeto canadense, denominado HAICU, para desenvolver novas técnicas quânticas para estudos de antimatéria. “Meu próximo sonho é fazer uma” fonte “de antiátomos lançando a antimatéria resfriada a laser no espaço livre. Se realizada, isso permitiria uma classe inteiramente nova de medições quânticas que antes eram impensáveis”, disse Fujiwara. “Além disso, estamos um passo mais perto de sermos capazes de fabricar as primeiras moléculas de antimatéria do mundo unindo anti-átomos usando nossa tecnologia de manipulação a laser “, disse Momose.
Os resultados marcam um divisor de águas para o programa de pesquisa de antimatéria da ALPHA, que durou décadas, começou com a criação e captura de anti-hidrogênio para um recorde mundial de mil segundos em 2011. A colaboração também forneceu um primeiro vislumbre do espectro de anti-hidrogênio em 2012, definiu grades de proteção que restringiam o efeito da gravidade na antimatéria em 2013 e exibiu uma contraparte de antimatéria para um fenômeno espectroscópico chave em 2020.
Mais informações: Resfriamento a laser de átomos de anti-hidrogênio, Nature (2021). DOI: 10.1038 / s41586-021-03289-6
