Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà nghiên cứu đã thực hiện các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm đầu tiên để xác định xem một cách hơi khác trong đó vật chất và phản vật chất tương tác với vật chất tối có thể là chìa khóa để giải quyết cả hai bí ẩn hay không.
Những bí ẩn sâu sắc của phản vật chất và vật chất tối có thể được liên kết? Nghĩ rằng họ có thể, các nhà khoa học từ sự hợp tác BASE quốc tế do Stefan Ulmer thuộc Nhóm nghiên cứu tiên phong RIKEN dẫn đầu và các cộng tác viên đã thực hiện các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm đầu tiên để xác định xem liệu một cách hơi khác trong đó vật chất và phản vật chất có tương tác với vật chất tối có thể là một chìa khóa để giải quyết cả hai bí ẩn.
Vật chất tối và phản vật chất đều là những vấn đề gây phiền toái cho các nhà vật lý đang cố gắng hiểu thế giới của chúng ta hoạt động như thế nào ở cấp độ cơ bản.
Vấn đề với phản vật chất là mặc dù Big Bang đáng lẽ phải tạo ra lượng vật chất và phản vật chất tương đương, thế giới chúng ta đang sống chỉ được tạo thành từ vật chất. Phản vật chất được tạo ra mỗi ngày trong các thí nghiệm và thậm chí bởi các quá trình tự nhiên như sét nhưng nó nhanh chóng bị tiêu diệt trong các va chạm với vật chất thông thường. Dự đoán cho thấy sự hiểu biết của chúng ta về nội dung vật chất của Vũ trụ bị tắt bởi chín bậc độ lớn và không ai biết tại sao sự bất đối xứng tồn tại.
Trong trường hợp vật chất tối, người ta đã biết từ các quan sát thiên văn rằng một số khối lượng chưa biết đang ảnh hưởng đến quỹ đạo của các ngôi sao trong các thiên hà, nhưng không ai có thể xác định được tính chất hiển vi chính xác của các hạt này. Một giả thuyết cho rằng chúng là một loại hạt giả thuyết được gọi là một trục, có vai trò quan trọng trong việc giải thích sự thiếu vi phạm đối xứng trong tương tác mạnh trong mô hình chuẩn của vật lý hạt.
Các cộng tác viên của nhóm BASE đã tự hỏi liệu việc thiếu phản vật chất có thể là do nó tương tác khác với vật chất tối hay không, và bắt đầu thử nghiệm điều này. Trong thí nghiệm, họ đã sử dụng một thiết bị được thiết kế đặc biệt được gọi là bẫy Penning để bẫy từ tính một phản proton duy nhất, ngăn không cho nó tiếp xúc với vật chất thông thường và bị tiêu diệt. Sau đó, họ đo một thuộc tính của phản proton gọi là tần số suy đoán spin của nó. Thông thường, giá trị này không đổi trong một từ trường nhất định và sự điều biến tần số này có thể được tính bằng hiệu ứng qua trung gian bởi các hạt giống như axion, là các ứng cử viên vật chất tối được giả thuyết.
Theo tác giả đầu tiên của nghiên cứu, Christian Smorra: “Lần đầu tiên, chúng tôi đã tìm kiếm rõ ràng sự tương tác giữa vật chất tối và phản vật chất, và mặc dù chúng tôi không tìm thấy sự khác biệt, chúng tôi đặt giới hạn trên mới cho tương tác tiềm năng giữa vật chất tối và phản vật chất. “
Nhìn về tương lai, Stefan Ulmer thuộc Nhóm nghiên cứu tiên phong RIKEN, người phát ngôn của Hợp tác BASE chia sẻ: “Từ bây giờ, chúng tôi dự định cải thiện hơn nữa độ chính xác của các phép đo của chúng tôi về tần số quay vòng của phản proton, cho phép chúng tôi đặt ra ngày càng nhiều ràng buộc nghiêm ngặt hơn về sự bất biến cơ bản của điện tích, tính chẵn lẻ và thời gian, và để làm cho việc tìm kiếm vật chất tối thậm chí còn nhạy cảm hơn. “
Công trình được công bố trên tạp chí Nature, được thực hiện bởi Phòng thí nghiệm đối xứng cơ bản RIKEN và một nhóm làm việc tại cụm xuất sắc PRISMA + của Đại học Johannes Gutenberg Mainz (JGU), đã tích cực trong việc tìm kiếm vật chất tối. Nó được thực hiện tại Trung tâm nghiên cứu hạt nhân châu Âu (Cern), sử dụng bộ giảm tốc Antiproton (AD). Nghiên cứu cũng có sự tham gia của các nhà khoa học từ các nhà khoa học từ Viện Vật lý hạt nhân Max Planck ở Heidelberg, CERN, Đại học Johannes Gutenberg Mainz (JGU), Viện Helmholtz Mainz (HIM), Đại học Tokyo, GSI Darmstadt, Đại học Leibniz và Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) Braunschweig. Nghiên cứu được thực hiện như một phần công việc của Trung tâm Max Planck-RIKEN-PTB về thời gian, hằng số và đối xứng cơ bản,
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi RIKEN . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :