De studie van hoe atomen radioactief vervallen, heeft een cruciale rol gespeeld bij de ontwikkeling van het standaardmodel, ons moderne begrip van de evolutie van ons universum sinds de oerknal. Experimenten die één vorm van verval onderzoeken, waar een radioactieve kern een bètadeeltje uitzendt om stabieler te worden, hebben geleid tot revolutionaire ideeën die deel uitmaken van het standaardmodel. Het meest verrassende resultaat van bètaverval is dat de natuur niet tweehandig is, maar is "linkshandig". Handedness verwijst naar de spin van een bètadeeltje; als je de vingers van je linkerhand krult om de spin te volgen en je duim in de richting van de beweging wijst, het bètadeeltje is linkshandig. Er zijn nooit rechtshandige bètadeeltjes waargenomen.

Wetenschappers produceerden een zuiver monster van atomen, die vergaan, en vervolgens nauwkeuriger de spin van het bètadeeltje gemeten dan in het verleden werd gedaan. Ze vonden geen rechtshandige deeltjes, versterking van de bewering dat de natuur linkshandig is en biedt onderzoekers een techniek om beter naar rechtshandige deeltjes te zoeken en om andere aspecten van het standaardmodel te testen.

Met behulp van lasers en magnetische velden, onderzoekers zijn nu in staat om wolken van atomen in een klein volume in de ruimte op te hangen en ze met zeer hoge efficiëntie te polariseren. Deze technieken bieden een ideale bron van kortlevende atomen, waardoor de bèta-spin met grote precisie kan worden gemeten. Door de waargenomen waarden te vergelijken met hun standaardmodelvoorspelling, dergelijke metingen zijn gevoelig voor een breed scala aan "nieuwe fysica" voorspeld door potentiële opvolgers van het standaardmodel.

De studie van hoe atomen radioactief vervallen, heeft een cruciale rol gespeeld bij de ontwikkeling van het standaardmodel, ons moderne begrip van de fundamentele krachten en deeltjes die ons universum beheersen. Een van de manieren waarop een kern vervalt, bekend als bètaverval, wordt veroorzaakt door de zwakke kernkracht. In een smaak van dit proces, een proton in de kern wordt een neutron, wat resulteert in een bètadeeltje (nu bekend als een anti-elektron) en een neutrino wordt uitgezonden. Experimenten die bètaverval onderzoeken hebben geleid tot een aantal revolutionaire ideeën die hoekstenen van het standaardmodel zijn geworden. Misschien wel de meest verrassende en verhelderende hiervan kwam van een experiment uit 1957 waarin werd gekeken naar de asymmetrie van uitgestoten bèta's met betrekking tot de initiële kernspin van gepolariseerd kobalt-60:het toonde het verrassende feit aan dat de natuur niet tweehandig is, maar lijkt eerder "linkshandig" te zijn. Handigheid verwijst naar de oriëntatie van de spin van een deeltje; als je de vingers van je linkerhand krult om de spin te volgen en je duim in de richting van de beweging wijst, het deeltje is linkshandig. Er zijn nooit rechtshandige deeltjes (in de limiet van massa nul) waargenomen, maar er is geen dwingende reden waarom ze niet zouden moeten bestaan. In feite, veel voorgestelde uitbreidingen van het standaardmodel stellen voor dat rechtshandige deeltjes bestaan ​​en gewoon moeilijk te detecteren zijn. De verbeterde precisie van asymmetriemetingen met behulp van moderne technieken kan het zoeken naar rechtshandige deeltjes verbeteren en andere fundamentele aspecten van het standaardmodel testen.

Met behulp van de TRIUMF Neutral Atom Trap (TRINAT)-faciliteit, een samenwerking van de Texas A&M University, TRIUMF (Canada's nationale deeltjesversnellercentrum), Universiteit van Tel Aviv, en de Universiteit van Manitoba combineerden magneto-optische vangst- en optische pomptechnieken om een ​​ideale bron van kortlevende kalium-37-atomen te produceren. De magneto-optische val is uiterst selectief, alleen de isotoop van belang beperken. Het zorgt voor een zeer beperkte en koude wolk van sterk gepolariseerde atomen die vervallen vanuit een zeer ondiepe val in een uitzonderlijk open geometrie. Hierdoor kunnen de onderzoekers het moment van zowel de terugslag als de uitgezonden bètadochters meten in een bijna achtergrondvrije omgeving met minimale bètaverstrooiingseffecten. Twee bètatelescopen, geplaatst langs de polarisatie-as, observeer het aantal bèta's dat parallel en antiparallel aan de nucleaire polarisatie wordt uitgezonden. De richting van de polarisatie kan gemakkelijk worden omgekeerd door eenvoudig het teken van het circulair gepolariseerde optisch-pompende licht te veranderen. Dit is een ideale situatie om de correlatie van de bèta met de initiële kernspin te bepalen, dat is, de bèta-asymmetrieparameter.

De asymmetrie die wordt waargenomen in de bètadetectoren bepaalt de bèta-asymmetrieparameter voor kalium-37 tot binnen 0,3 procent van zijn waarde. Dit is de beste relatieve nauwkeurigheid van elke bèta-asymmetriemeting in een kern of het neutron, en is in overeenstemming met de standaardmodelvoorspelling. Dit experiment heeft de gevoeligheid voor nieuwe fysica vergroot in vergelijking met andere nucleaire zoekopdrachten. Het verbetert de bepaling van de quark smaak veranderende sterkte parameter voor deze kern met een factor 4. De onderzoekers hebben manieren gevonden om de precisie te verbeteren tot beter dan een deel per duizend, op dat moment zal het resultaat complementair zijn aan het zoeken naar nieuwe fysica bij grootschalige faciliteiten zoals de Large Hadron Collider. Naast het verbeteren van de meting van de bèta-asymmetrieparameter, onderzoekers zullen TRINAT gebruiken om andere gepolariseerde en ongepolariseerde correlatieparameters te meten.