Nieuw onderzoek door een team uit Aarhus, Zwanenzee, en Purdue Universities hebben recente experimenten mogelijk gemaakt om de eerste meting te doen van de 1S - 2S-atomaire toestandsovergang in antiwaterstof.

In de krant, gepubliceerd in de Journal of Physics B:Atomic, Moleculaire en optische fysica , een theoretische benadering wordt ontwikkeld voor het ALPHA-experiment bij CERN, en biedt het inzicht dat nodig is om zeer nauwkeurige spectroscopische metingen te doen van de overgangsenergie tussen de 1S- en 2S-energieniveaus.

Als resultaat, succesvolle metingen zijn nu gedaan met een precisie van beter dan een deel op een miljard.

Volgens hoofdauteur Dr. Chris Rasmussen:"De hier gepresenteerde berekeningen maakten de eerste waarneming mogelijk van de 1S-2S-overgang in antiwaterstof door de ALPHA-samenwerking, dat is een lang gezocht doel van de antimateriegemeenschap."

Het onderzoek gepresenteerd door Dr. Rasmussen, Professor Niels Madsen, en professor Francis Robicheaux, wijst ook de weg vooruit naar nog nauwkeurigere metingen van de eigenschappen van antiwaterstof.

De fysieke opstelling van de experimenten is zeer complex, en tot nu toe kan er slechts een handvol anti-atomen tegelijk worden opgevangen - meestal minder dan 20. Dit betekent dat er zorgvuldig moet worden nagedacht over de voorwaarden van elke meting, om ervoor te zorgen dat de gewenste hoge precisie kan worden bereikt.

De auteurs voerden een reeks berekeningen en simulaties uit om een ​​levensvatbare experimentele methode voor precisiemetingen te bepalen, rekening houdend met zowel de details van het apparaat als het lage aantal anti-atomen dat beschikbaar is voor het experiment.

Antiwaterstofonderzoek is al vele jaren aan de gang, maar het is pas sinds kort dat neutraal antiwaterstof kan worden gevangen voor gebruik in spectroscopie. Een van de uiteindelijke doelen van dit onderzoek is om zeer nauwkeurige tests van CPT-invariantie uit te voeren door de energieniveaustructuur van antiwaterstof te vergelijken met zijn materie-tegenhanger - waterstof.

Dit wordt dan een strikte test van ons begrip van hoe het universum in zijn huidige staat is gekomen, evenals van de fundamentele regels die de natuur beheersen. Actuele gegevens voor waterstofbereiken en nauwkeurigheid van enkele delen in 10 ^-15 , en toekomstige antiwaterstofmetingen zijn bedoeld om dit te evenaren.

Dr. Professor Madsen zei:"Deze metingen zijn er uiteindelijk op gericht om waterstof en antiwaterstof te vergelijken op het niveau van het spectaculaire detail waarnaar waterstof is onderzocht. om te helpen bij het beantwoorden van waarom het heelal verschijnt, onverwacht, verstoken zijn van antimaterie."