ฟิสิกส์ผ่านกระจก: โพซิตรอนเนียมในหลอดทดลอง

ร่องรอยของอนุภาคต่าง ๆ และปฏิปักษ์ในห้องฟอง

ผลการทดลองสามารถนำมาใช้สร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบเทอร์โมนิวเคลียร์และแม้แต่“ เลเซอร์แกมม่าเรย์ยุคต่อไป” อย่างน้อยก็อย่างที่เดวิดคาสดี้และอัลเลนมิลส์พูด

การติดตั้งที่นักวิทยาศาสตร์ได้รับโมเลกุลโพสิตรอนเนียม - ภาชนะบรรจุสุญญากาศและแม่เหล็กที่สร้างสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งเป็นเวลาหลายร้อยมิลลิวินาทีซึ่งจะทำให้ฟลักซ์โพสิตรอนเข้มข้น

ตามแนวคิดของฟิสิกส์ยุคใหม่อนุภาคมูลฐานเกือบทุกตัวมีปฏิปักษ์ซึ่งมีมวลและสปินใกล้เคียงกัน แต่มีความแตกต่างในสัญลักษณ์ของลักษณะทางกายภาพพื้นฐานบางอย่าง (ตัวอย่างเช่นประจุตรงข้าม) ตัวอย่างเช่นโปรตอนที่มีประจุเป็นบวกนั้นจะตรงกับ antiproton ที่มีประจุเป็นลบในขณะที่โพสิตรอนที่มีประจุเป็นบวกจะทำหน้าที่เป็นคู่ของอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ

เมื่อปะทะกันอนุภาคและปฏิปักษ์จะทำลายล้างซึ่งปล่อยรังสีแกมม่าพลังงานสูงจำนวนมาก อย่างไรก็ตามภายใต้สถานการณ์บางอย่างอิเล็กตรอนและโพสิตรอนสามารถสร้างระบบที่ผิดปกติมากซึ่งคล้ายกับอะตอมไฮโดรเจน - ด้วยความแตกต่างที่บทบาทของโปรตอนที่ก่อตัวเป็นนิวเคลียสที่มีประจุบวกจะถูกเล่นโดยโพซิตรอนในนั้น จากที่นี่ชื่อขององค์ประกอบระยะสั้นที่แปลกใหม่นี้ประกอบด้วยพร้อมกันของสสารธรรมดาและปฏิสสาร - โพสิตรอนเทียม (Ps)

สมมติฐานของความเป็นไปได้ของโพสิตรอนเนียมถูกหยิบยกมาตั้งแต่ต้นปี 2489 และอีกห้าปีต่อมามีการค้นพบธาตุแปลกปลอม ต่อมาไม่นานนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีชาวอเมริกันจอห์นวีลเลอร์แสดงให้เห็นว่าโพสิตรอนเนียมสามารถสร้างไดอะตอมมิกและแม้แต่โมเลกุล triatomic - Ps2 และ Ps3 อย่างไรก็ตามจนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถยืนยันคำแถลงนี้ได้โดยได้รับโมเลกุลที่เกี่ยวข้องในห้องปฏิบัติการ

ภายใต้สภาวะปกติอะตอมโพสิตรอนเทียมไม่สามารถก่อตัวเป็นคู่ที่มั่นคงเนื่องจากพลังงานส่วนเกินที่ทำให้พวกมันบินแยกออกจากกัน อย่างไรก็ตามนักฟิสิกส์เดวิดแคสสิดี้และอัลเลนมิลส์พยายามหลีกเลี่ยงข้อ จำกัด นี้

กระบวนการในการสร้างโมเลกุลของโพสิตรอนเทียมที่พวกมันพัฒนานั้นมีดังต่อไปนี้: ขั้นแรกโพซิตรอนประมาณ 20 ล้านตัวจะถูกสะสมในกับดักพิเศษ ชีพจรนาโนวินาทีเกิดขึ้นจากพวกมันซึ่งถูกส่งไปยังเวเฟอร์ซิลิคอนที่มีรูพรุน โพซิตรอนจับโดยรูขุมขนทำปฏิกิริยากับอิเล็กตรอนอิสระรอบตัวพวกเขาซึ่งเป็นผลมาจากการที่อะตอมโพซิตรอนเนียมบางครั้งก่อตัวขึ้น ก่อนที่จะทำลายอะตอมเหล่านี้ในที่สุดพวกมันก็สามารถสร้างโมเลกุล PS2 ได้ประมาณหนึ่งแสน

ตามที่นักวิทยาศาสตร์อธิบายกุญแจสู่ความสำเร็จกลายเป็นผนังซิลิกอนของรูขุมขนพวกมันดูดซับพลังงานส่วนเกินของอะตอมโพสิตรอนเทียมทำให้พวกมันรวมตัวกันแม้ว่าจะเป็นช่วงเวลาสั้น ๆ ความจริงที่ว่าโมเลกุลของโพสิตรอนเทียมเป็นผลสุดท้ายของกระบวนการที่พัฒนาขึ้นนักวิจัยได้เรียนรู้ผ่านการวิเคราะห์สเปกตรัมของรังสีแกมมาที่สร้างขึ้นอันเป็นผลมาจากการทำลายล้างขั้นสุดท้าย

ตามที่ผู้เชี่ยวชาญหลายคนกล่าวว่าการผลิตโมเลกุลโพสิตรอนเนียมมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อวิทยาศาสตร์พื้นฐาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันจะช่วยให้นักฟิสิกส์อธิบายสาเหตุของความไม่สมดุลระดับโลกของจักรวาลของเรา อันที่จริงแม้ว่าอนุภาคสามัญใด ๆ มีสองเท่าที่แน่นอนในโลกของแอนติบอดี คำถามคือทำไม

โดยทั่วไปแล้วนักวิทยาศาสตร์มีแผนใหญ่สำหรับปฏิสสารโดยเฉพาะมันสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงในยานอวกาศดาวเคราะห์ อ่านเกี่ยวกับโครงการนี้: ปฏิสสารในทีม

ตามข่าววิทยาศาสตร์

แนะนำ

วาฬเพชฌฆาตหายากถ่ายทำในวิดีโอ
2019
ใครเป็นผู้คิดค้นหูฟังที่ทำจากขนสัตว์?
2019
MPEG-2: โปรแกรมการศึกษา: วิดีโอ
2019