Συνθήκες παραγωγής αντιυδρογόνων

Οι πειραματιστές ξεκίνησαν να δουλεύουν σε ένα νέο "εργοστάσιο αντι-ύλης" στο CERN της Γενεύης. Ο επιβραδυντής αντι-ύλης (AD) του εργαστηρίου μοιράζει χαμηλής ενέργειας αντιπρωτόνια σε τρία πειράματα που θα δοκιμάσουν τη διαφορά μεταξύ ύλης και αντι-ύλης. Τα πειράματα θα ρίξουν φως στο ζήτημα της ύπαρξης μόνο ύλης στο σύμπαν, ακόμη κι αν δημιουργήθηκαν σε ίσες ποσότητες ύλη και αντιύλη στο Big Bang.

Τα αντιυδρογόνα έχουν παραχθεί αρχικά στο CERN τον Ιανουάριο του 1995, με υψηλής ενέργειας αντιπρωτόνια από τον Walter Oelert, αλλά τα αντιάτομα δεν ζουν αρκετό χρόνο για να μελετηθούν σε πειράματα.

Επειδή η ενέργεια σύνδεσης κατά Bohr στο άτομο του υδρογόνου είναι 13.6 eV, και η  ενέργεια στο αντιυδρογόνο θα είναι ακριβώς η ίδια. Την στιγμή της σύλληψης του ποζιτρονίου από το αντιπρωτόνιο για τη δημιουργία του αντιυδρογόνου εκπέμπεται ένα φωτόνιο με ενέργεια 13.6 eV. Οι συνθήκες παραγωγής αντιυδρογόνων είναι οι παρακάτω:

  • Οι σχετικές ταχύτητες των αντισωματιδίων να είναι τόσες, ώστε να ελευθερώνεται ενέργεια μικρότερη από 13.6 eV.

  • Τα αντιπρωτόνια (αδρόνια) για να μην εξαϋλωθούν με άλλα άτομα του τοιχώματος πρέπει να  φυλάσσονται σε υψηλό κενό.

  • Πρέπει τα δύο αντισωμάτια να έχουν την ίδια ταχύτητα ή να συμμετέχει και τρίτο σωμάτιο για να διατηρούνται οι αρχές της ταχύτητας και της ορμής.

  • Τα αντιπρωτόνια παράγονται στα εργαστήρια και αποθηκεύονται σε κλειστές τροχιές, κινούμενα με τη βοήθεια μαγνητών

  • Τα ποζιτρόνια παράγονται ως εξής: Τα αντιπρωτόνια διασταυρώνονται με αραιό ρεύμα Ξένου, και συγκρούονται με τους πυρήνες του Ξένου. Από την ενέργεια που ελευθερώνεται δημιουργείται ζεύγος ηλεκτρονίων - ποζιτρονίων.

  • Ορισμένα ποζιτρόνια που παράγονται έχουν την ίδια ακριβώς διεύθυνση και ταχύτητα με τα αντιπρωτόνια. Εάν κινηθούν κοντά το ένα με το άλλο, η δύναμη Coulomb τα έλκει και δημιουργείται έτσι το άτομο  του αντιυδρογόνου.

Home