Получена точная оценка массы антипротона
Сотрудники коллаборации ASACUSA завершили серию экспериментов, ориентированных на лазерную спектроскопию антипротонных атомов гелия, и рассчитали отношение масс антипротона и электрона.
Сотрудники коллаборации
Задача об оценке массы антипротона представляет большой интерес как для экспериментаторов, придумывающих новые методики измерений, так и для теоретиков, которые хотят сравнить параметры протона и его античастицы на высоком уровне точности. От результатов сравнения зависит судьба фундаментальной
Часть установки ASACUSA (фото Maximilien Brice). |
Эксперимент ASACUSA ориентирован на лазерную спектроскопию метастабильных антипротонных атомов гелия рНе+. Для того чтобы получить рНе+, учёные направляют антипротоны с установленного в лаборатории
Образовавшиеся антипротонные атомы гелия изначально находятся в высоковозбуждённых состояниях с главным квантовым числом n ≈ 38. Это позволяет заселять состояния с большими значениями орбитального момента, определяемого квантовым числом l = 0, 1, 2, … , n – 1 и характеризующего форму орбиты: состояния с l = n – 1 отвечают круговым орбитам, а с l < n – 1 — эллиптическим, «вытянутость» которых увеличивается по мере уменьшения l. Поскольку антипротон, движущийся по вытянутой орбите, обязательно окажется вблизи ядра, где его ждёт неминуемая аннигиляция, в интересующем нас метастабильном случае он должен выбирать орбиту с большим l, близким к n – 1 ≈ 37.
Схемы атома антипротонного гелия и переходов между энергетическими состояниями. Чёрным обозначены длины волн (в нанометрах), отвечающие переходам из состояний (n, l) в (n – 1, l – 1). (Иллюстрация из статьи « |
Если у атомов наибольшую вероятность имеют переходы с максимально возможным изменением главного квантового числа, то у рНе+ более вероятны переходы типа (n, l) ↔ (n – 1, l – 1). При исследовании по методике лазерной спектроскопии подобные переходы инициируются импульсом излучения, антипротон практически мгновенно аннигилирует, а детектор регистрирует продукты аннигиляции —
Проблема заключается в том, что тепловое движение атомов рНе+ и проявляющееся вследствие этого
Получив точные данные, участники ASACUSA вычислили соотношение масс антипротона и электрона, которое теперь можно считать равным 1 836,152 673 6(23). Открыть «новую» физику им пока не удалось: указанное значение хорошо согласуется с известным отношением масс протона и электрона.
Слово представителю ASACUSA Масаки Хори (Masaki Hori):
Оптические элементы, использованные в опытах с двумя пучками (фото Р. Loïez). |
Полная версия отчёта опубликована в журнале
Подготовлено по материалам
Нет комментариев.
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.