Jak polapit pozitronium  
Těžko. Představuje kratičké coulombovské manželství elektronu a pozitronu před jejich proměnou v záření. S novou metodou se zrodila naděje, že se fyzikům podaří vytvořit Bose – Einsteinův kondenzát z pozitronia a tak mnohem lépe prozkoumat jeho vlastnosti.

 

Zvětšit obrázek
Výzkumný tým zleva doprava: Tomu H. Hisakado, Harry Tom, Allen Mills a David Cassidy Kredit: M. Kelley, UCR Strategic Communications

Než se elektronová antičástice – pozitron – po střetu se svým protějškem, elektronem, promění na gama-fotony, na velmi krátkou dobu před rozpadem, který v prostředí vakua nastane za 142 miliardtin sekundy, se vytvoří elektron-pozitronový pár svázaný coulombovskou sílou – takzvané pozitronium. Teoreticky předpovězeno před téměř 80 a experimentálně potvrzeno před 60 lety představuje zajímavý objekt výzkumu v oblasti kvantové elektrodynamiky. Do této leptonové dvojice fyzikové vkládají naději, že přispěje k rozlousknutí tvrdého oříšku tajemství porušené symetrie s níž souvisí převaha hmoty nad antihmotou v raném vesmíru. Jedním z těchto nadšenců je i profesor Allen P. Mills, který se již před 40 lety věnoval "výrobě" pozitronia. O práci jeho výzkumného týmu jsme již na Oslu psali v článku Pozitronium - molekuly z hmoty a antihmoty


Letos Millsovi v časopisu Physical Review Letters vyšly dva články. Ten první se týkal rozdělení pozitroniového negativního iontu pomocí fotonů z laseru. Pozitroniový negativní iont je seskupení tří elementárních částic, v němž jsou na jeden pozitron vázány dva elektrony. Blíže o tomto výzkumu informují japonští fyzikové.


Druhý článek s Millsovým spoluautorstvím popisuje zajímavou inovaci v produkci pozitronia. Čtyřčlenný tým z Kalifornské university v Riverside (obrázek vpravo) zjistil, že jeho množství vznikající na povrchu křemíku lze zvýšit tím, že těsně před dodáním pozitronů se polovodič ozáří laserovým paprskem o vlnové délce 532 nm (odpovídá zelenožluté barvě viditelné části spektra). Energie fotonů uvolní z povrchu elektrony (tzv. vnější fotoelektrický jev) a ty pak s venčí přicházejícími pozitrony tvoří kýžené krátce existující páry částice – antičástice. Podstatné na této metodě je, že funguje v širokém teplotním rozpětí a je mnohem „pohodlnější“, než když se elektrony z povrchu nejen křemíku, ale i některých kovů osvobozují jeho zahřátím. Není to ale jediná výhoda. Laserem podporovaný vznik pozitronia v průměru až 200-násobně prodlužuje jeho „životnost", protože vznikající leptonové páry jsou emitovány do okolního vakua. Kdyby zůstávaly „nalepeny“ na povrchu křemíku, hrozí jim mnohem větší pravděpodobnost srážek a tím i riziko časnějšího zániku.

 

Protože se pozitronium v mnohých ohledech chová jako atom, možnost produkce jeho dostatečného množství za velmi nízkých teplot spolu se šancí uchránit ho před anihilací co možná nejdéle, umožňuje fyzikům pohrávat si s myšlenkou na pozitroniový Bose – Einsteinův kondenzát. Vzniká, když se některé atomy (s vlastnostmi bozonů) dostanou do stejného kvantového stavu. V praxi to značí, že při teplotách blízkých absolutní nule „padnou“ na nejnižší možnou energetickou úroveň, ztratí svojí individuální identitu a začnou se chovat jako jeden „superatom“.


Podle Davida Cassidiho, jednoho z autorů práce, vytvoření Bose-Einsteinova kondenzátu posune hranice možností přesného měření vlastností pozitronia. A to by mohlo vnést více světla do tajemství antihmoty a fyzikální asymetrie mezi hmotou a antihmotou.

 


Video: Krátká exkurze do laboratoře profesora Allena P. Millse v Kalifornské universitě v Riverside, kde "vyrábí" paprsky pomalých pozitronů z rozpadu radioaktivního sodíku Na22. Tyto antičástice se pak spájují s elektrony emitovanými z povrchu křemíku ozářeného laserovým světlem o vlnové délce 532 nm a vytvářejí na okamžik trvající max. 142 miliardtin sekundy pozitronium.




Zdroj: University of California, Riverside 

Datum: 12.07.2011 17:39
Tisk článku

Kolem světa za 80 stromy - Drori Jonathan, Clerc Lucille
 
 
cena původní: 399 Kč
cena: 339 Kč
Kolem světa za 80 stromy
Drori Jonathan, Clerc Lucille

Diskuze:

Žádný příspěvek nebyl zadán



Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace