写于 2017-05-17 02:34:13| 金沙平台| 总汇

Mason Marshall '16(左起),Kathryn Marable '16,George Vasmer Leverett物理教授Gerald Gabrielse和Jack DiSciacca '13以前所未有的精度测量了单粒子物质和反物质的磁矩照片作者:Katherine Taylor研究小组由哈佛大学物理学家领导的物理学家以前所未有的精确度测量了单粒子物质和反物质的磁矩

正如物理评论快报3月25日发表的论文所述,该团队由Gerald Gabrielse,George Vasmer Leverett物理学教授领导,包括博士后研究员Stephan Ettenauer和Eric Tardiff以及研究生Jack DiSciacca,Mason Marshall,Kathryn Marable和Rita Kalra - 能够在电场和磁场产生的“陷阱”中捕获单个质子和反质子通过跟踪每个粒子的振荡,该团队能够比任何原始物质更准确地测量质子的磁性1000倍在使用反质子进行类似测试后,反质子中磁体的准确度提高了680倍“这对任何基本质量来说都是精确的跳跃,”Gabrielse说:“这是我们的一个飞跃”经常在物理学中看到,至少不是一步到位“这样的测量,Gabrielse说,有朝一日可以帮助科学家回答一个似乎更适合哲学课堂而不是物理实验室的问题:我们为什么在这里

“物理学中最大的谜团之一就是为什么我们的宇宙是由物质构成的,”他说“根据我们的理论,在宇宙大爆炸期间产生了相同数量的物质和反物质当物质和反物质相遇时,它们被湮灭了宇宙冷却下来,最大的谜团是:为什么所有的事情都没有找到反物质并消灭所有这两者

有很多问题,没有反物质,我们不知道为什么“对质子和反质子进行精确测量,Gabrielse解释说,可以开始回答这些问题,可能会揭示CPT是否(电荷共轭​​,奇偶变换) ,时间逆转)定理是正确的

粒子物理学的标准模型的产物,CPT指出质子和反质子应该是几乎相同的 - 具有相同的电荷和质量 - 但具有相反的电荷CPT的预测已经通过Gabrielse说,测量质子和反质子的电荷质量比的实验需要进一步研究,因为标准模型没有考虑宇宙中的所有力量“我们想用这些实验做什么就是说,'让我们采用一个简单的系统 - 一个质子和一个反质子 - 让我们比较他们预测的关系,看看我们的预测是否是正确的“Gabrielse说:”最终,无论我们学到什么,都可以让我们深入了解如何解释这个谜团“虽然研究人员能够相对轻松地捕获和测量质子,但反质子只能通过高能碰撞产生

CERN实验室在日内瓦的广泛隧道造成了两难选择“去年,我们发布了一份报告,显示我们可以比以前更准确地测量质子,”Gabrielese说:“但是,一旦我们这样做了,我们就有了做出决定我们是否想要冒险将我们的员工和我们的整个设备 - 电子箱和电子箱以及一个非常精密的陷阱设备 - 转移到欧洲核子研究中心并尝试用反质子做同样的事情

反质子只能在12月中旬之前使用,然后不会再持续一年半“我们决定试一试,乔治,我们把它拉下来,”他继续说道,“最后,我们认为我们应该尝试它因为即使我们失败了,这种失败也会教给我们一些东西“在Gabrielse所说的”勇敢“选择中,DiSciacca同意用这个尝试来结束他的论文研究,而新毕业的学生Marshall和Marable签约帮助我们结果仍然符合标准模型的预测,更准确地测量物质和反物质的特征可以促进我们对宇宙如何运作的理解“这一突破的另一个非常令人兴奋的是它现在让我们准备继续这条道路,“加布里埃塞说 “我相信,一旦开始,我们将能够将这些测量的准确度再提高1000倍,甚至10,000倍

”出版物:J DiSciacca等人,“One-Particle Measurement of the Antiproton Magnetic Moment,“Phys Rev Lett 110,130801(2013); DOI:101103 / PhysRevLett110130801研究的PDF副本:反质子磁矩的单粒子测量来源:哈佛大​​学Peter Reuell图片:摄影:Katherine Taylor