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粒子物理的标准模型尽管获得了让人难以想象的取得成功,可是又显著不健全。在其中一个难以解决的问题,便是宇宙空间中有机物和反物质令人震惊的不平衡,这必须进一步去做高精密的较为化学物质/反物质共轭的基本上特点的试验。欧洲核子研究中心(CERN)重子反重子对称性试验(BASE)的新实验,立即科学研究质子和反质子的基础特性。
依据标准模型,化学物质和反物质粒子可以各有不同,例如他们转换为别的粒子的方法不一样,但他们的绝大多数特性,包含他们的品质,应该是一致的。
发觉质子和反质子的品质中间,或是他们的电荷量和品质中间的一切细微区别,都是会摆脱标准模型的基本上对称,即CPT对称性,并偏向该实体模型以外的新物理变化。
这类差别还可以说明为何宇宙空间几乎彻底由一般化学物质构成,虽然在爆发中应当造成了相等的反物质。
与标准模型一致的一般化学物质和反物质粒子中间的差别在量级上更小,进而可以表述观察到的宇宙空间不平衡。
为了更好地测量质子和反质子,BASE协作机构的科学家将反质子和带负电的氢氧根离子(带负电的质子的意味着)限定在一种称之为Penning的最现代化的粒子阱中。(译员注:一般的氢氧根离子因为失去核外电子,因此只剩余带正电荷的质子)
在这个设备中,粒子以贴近回转頻率的周期时间运动轨迹健身运动,该頻率与圈套的磁场强度和粒子的荷质比正相关。
更替地将反质子和带负电的氢氧根离子各自引入阱中,在同样的情况下,科学研究工作人员测量了这二种粒子的回转頻率,并较为了他们的荷质比。在2017年12月至2019年5月期内开展了四次测量,这种测量結果造成了超出2.4千次回转頻率较为,每一次不断260秒。
根据这种较为,再加上质子和带负电的氢氧根离子中间的差别,BASE精英团队发觉质子和反质子的荷质比在万亿元分之16之内。
BASE协作机构的新闻发言人Stefan Ulmer博士研究生说:“这一結果比以前最好是的結果精准了四倍,用的是如今最精准测量反质子特性的方式。”
“为了更好地实现这一精密度,大家对试验实现了十分大的更新,并在反物质加工厂关掉时开展了测量,应用的是咱们的反质子库,它可以储存反质子多年。”
除开以史无前例的精密度对质子和反质子开展较为外,专家还运用她们的测量对违背CPT对称的标准模型以外的实体模型开展了严苛的限定,并检测了一个被称作弱等额的基本原理的基本上物理定律。
依据这一基本原理,在同一引力场中,不一样的物件在沒有滑动摩擦力的情形下,其瞬时速度是一致的。
因为BASE试验置放在地球大气层,其质子和反质子回转頻率测量是在地球大气层引力场中开展的。
质子和反质子的吸引力功效中间的一切差别都是造成质子和反质子回转頻率中间的差别。
在对地球上绕太阳公转时转变的重力场开展取样时,BASE科学研究团队沒有发觉这类差别,并将这一差异测量的最高值设为三分之一。
“这一極限与这些致力于将反氢放置地球上重力场的实验操作的最开始精准总体目标非常,”乌尔默博士研究生说。
“BASE沒有立即将反物质放置地球的引力场上,但人们对吸引力对重子反物质粒子危害的测量在定义上十分类似,这表明在做到的可变性水准上,反物质和吸引力中间沒有出现异常相互影响。”
该精英团队的探究結果发布在《自然》杂志期刊上。
全文:http://www.sci-news.com/physics/antiproton-proton-charge-mass-ratio-10437.html