Ученые из Университета Сассекса провели измерения свойств нейтронов — фундаментальная частица во Вселенной, более точно, чем когда-либо прежде. Их исследование является частью расследования, почему существует материя осталось во Вселенной, то есть, почему все антиматерия появилась в момент Большого Взрыва не отменяет вопроса.
Команда … в которую вошли науки и техники Совета (сайт STFC) Лаборатории Резерфорда-Эпплтона в Великобритании Пауля Шеррера (PSI) в Швейцарии, и ряд других институтов, изучает ли нейтрон ведет себя как «электрический компас». Нейтроны, как полагают, быть слегка асимметричной формы, немного позитива на одном конце и немного негатива на других-похожий на электрический эквивалент полосового Магнита. Это так называемый «электрический дипольный момент» (ЕДМ), и то, что команда искала.
Это важный кусочек пазла в тайну того, почему вопрос остается во Вселенной, потому что научные теории о том, почему есть дело осталось также прогнозируют, что нейтроны имеют «электрический компас» свойство, в большей или меньшей степени. Измеряя ее, то это поможет ученым приблизиться к истине о том, почему вопрос остается.
Группа физиков обнаружила, что у нейтрона ЭДМ значительно меньше, чем предсказывали различные теории о том, почему вопрос остается во Вселенной; это делает эти теории менее вероятно, чтобы быть правильным, поэтому они должны быть изменены, и новые теории нашли. На самом деле это было сказано в литературе, что на протяжении многих лет, эти измерения ЭДМ рассматривается как совокупность, вероятно, опровергнутая больше теорий, чем любой другой эксперимент в истории физики. Результаты сообщили сегодня, в пятницу 28 февраля 2020 года, в журнале «физическое обозрение» письма.
Профессор Филипп Харрис, руководитель Школы математических и физических наук и руководитель группы электронного документооборота в Университете Сассекса, сказал:
«После более чем двух десятилетий работы исследователи из Университета Сассекса и в других местах, в конечном итоге вышла из эксперимента, призванного решить одну из самых глубоких проблем в космологии за последние пятьдесят лет: а именно, вопрос о том, почему Вселенная содержит гораздо больше материи, чем антиматерии, и, действительно, зачем он теперь содержит какие-либо значения вообще. Почему антиматерии отменить все дела? Почему там какие-то левые значения?
«Ответ относится к структурной асимметрии, которые должны появиться в фундаментальных частиц, как нейтроны. Это то, что мы искали. Мы обнаружили, что «электрический дипольный момент» меньше, чем считалось ранее. Это поможет нам исключить теорий о том, почему есть дело осталось за … потому что в теории управляющих эти две вещи связаны.
«Мы установили новый международный стандарт для чувствительности данного эксперимента. То, что мы ищем в нейтрон — асимметрия, которая показывает, что оно является позитивным на одном конце и отрицательный на другом-это невероятно крошечные. Нашем эксперименте удалось измерить это в таких подробностях, что если асимметрия может быть расширена до размером с футбольный мяч, затем в футбол увеличены на ту же сумму будет заполнить видимой Вселенной».
Эксперимент является модернизированной версией аппарата, изначально разработанный исследователями из Университета Сассекса и Лаборатории Резерфорда-Эплтона (RAL), и и который удерживал мировой рекорд чувствительности непрерывно с 1999 года до сих пор.
Д-р Мауритс ван дер Гринтен, из группы ЭДМ нейтрона в Лаборатории Резерфорда-Эплтона (RAL), и сказал:
«Эксперимент сочетает в себе различные современные технологии, что все нужно выполнять одновременно. Мы рады, что оборудование, технологии, созданные учеными из каталога RAL внесла свой вклад в работу подтолкнул на этот важный параметр»
Д-р Кларк Гриффит, преподаватель физики из Школы математических и физических наук в Университете Сассекса, сказал:
«Этот эксперимент объединяет методы атомной и малой энергетики ядерной физики, в том числе лазерной оптической магнитометрии и квантово-спин манипуляции. С помощью этих мультидисциплинарные инструменты для измерения свойств нейтрона чрезвычайно точно, мы смогли исследовать вопросы, относящиеся к физике высоких энергий, элементарных частиц и фундаментальная природа симметрии, лежащие в основе мироздания. «
50 000 измерений
Любой электрический дипольный момент нейтрона может быть крошечный, и поэтому крайне трудно измерить. Предыдущие измерения другие исследователи подтвердили эту. В частности, команде пришлось пойти на многое, чтобы сохранить локальное магнитное поле постоянным во время их последних измерений. Например, каждый грузовик, который ехал по дороге рядом с Институтом возмущенного магнитного поля в масштабе, который был бы значимым для эксперимента, поэтому этот эффект должен быть компенсирован во время измерения.
Кроме того, количество нейтронов, наблюдаемое должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить возможность измерить электрический дипольный момент. Измерения побежал в течение двух лет. Так называемые ультрахолодные нейтроны, то есть нейтроны с относительно медленной скорости, были измерены. Каждые 300 секунд, толпа более чем 10 000 нейтронов был направлен на эксперименте и подробно рассматривается. Исследователи измерили более 50 000 таких пуков.
Нового международного стандарта
Последние результаты исследователей поддержаны и усилены их предшественников: новый международный стандарт. Размер ЕДМ еще слишком мал, чтобы измерить с помощью инструментов, которые использовались до этого момента, поэтому некоторые теории, которые пытаются объяснить избыток материи стали реже. Поэтому загадкой остается, на время.
Следующий, более точные, измерения уже строится в psi. Сотрудничество пси планирует начать свой очередной серии измерений к 2021 году.
Поиск «новой физики»
Новый результат был определен группой исследователей в 18 институтов и университетов в Европе и США на основе данных, собранных в ультрахолодный нейтронный источник ИОО. Исследователи собрали данные измерений там в течение двух лет, оценили его очень аккуратно в две отдельные команды, а затем могли получить более точный результат, чем когда-либо прежде.
Исследовательский проект является частью поиска для «новой физики», которая будет выходить за рамки так называемой Стандартной модели физики, которая определяет свойства всех известных частиц. Это также одна из основных целей экспериментов на более крупных объектах, таких как Большой Адронный Коллайдер (LHC) в ЦЕРН.
Методы, первоначально разработанные для первого измерения ЭДМ в 1950-х годах привели к миру-меняется событий, таких как атомные часы, и МРТ, и по сей день сохраняет свое огромное и продолжительное влияние в области физики элементарных частиц.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!