【物理學家們鎖在質子的磁矩】

明道

【物理學家們鎖在質子的磁矩】

 

 

陷印欄位： 質子在潘甯阱中

由國際物理學家小組取得了有史以來的質子磁矩最精確的測量。

新的結果 — — 與質子的分身乏術，反質子 — — 計畫類似測量相結合可以説明解釋的物理 — — 為什麼宇宙的物質似乎遠遠超過了其反物質的奧秘之一。

每個基本粒子已幾乎完全相同的粒子以相反的電荷。

物理學家們的主導理論表明粒子和它們的反粒子在宇宙大爆炸的過程中創建的數量相等，應該有消滅對方很久以前。

但是，宇宙充滿了問題，缺乏反物質，提示未被發現的差異可能存在兩者之間。

微小的差異

一個可能的線索有關的區別可以躺在粒子的磁矩和其對應的反粒子之間的微小差異。

任何差異將是第一個已知違反物理學家稱充電 — — 同位 — — 時間 （CPT） 對稱性的基本原則。

在 2013 年工作在反氫陷阱 （ATRAP） 的研究人員試驗歐洲核子研究中心的一套最準確的比較，magnetic moments 的質子和反質子，但科學家們發現沒有兩者之間的區別之間的記錄.

現在，Klaus Blaum的馬克斯 · 普朗克核子物理研究所在德國和他的同事正在尋求更嚴格的 CPT 對稱性檢驗。

他們用一種叫做潘甯阱的圓柱裝置限制使用磁性的單個質子和電場。

陷阱的磁場導致質子繞圓柱的軸線稱為其迴旋頻率的速度。

該欄位也使得粒子的自旋方向過程像一個旋轉的陀螺，但與一個不同的頻率。

這兩個頻率的比率，科學家們可以計算出粒子的磁矩。

雙重陷阱

迴旋頻率測量是相對比較容易，但是旋進的頻率很難牽制。

為此，建立在由另一組研究人員來精確測量電子的磁矩的開發的 2008年技術基礎上的 Blaum 的集團。

在這項工作，研究人員應用第二個磁場導致旋進電子改變如何它擺動沿圓柱的軸線。

振盪頻率然後略有改變再當粒子的自旋翻轉從指向指向下方，所以通過迫使自旋翻轉和由此產生的頻移的測量，科學家們能夠確定電子的旋進的頻率，從而其磁矩。

 

 

小範圍： 潘甯阱

要將此技術應用於質子的更小的磁矩，Blaum 的小組制定了所謂的"雙潘甯阱"。

在一個陷阱中研究者確定質子的自旋態，使用一種技術，他們報告說在 2011 年。

他們然後穿梭質子到第二個圈套，他們測量了粒子迴旋加速器和振盪頻率。

研究人員重複處理都有成千上萬的時間超過四個月，最終確定質子磁矩對精度的剛剛超過三個部分 （以 10 億。這一數位也比 ATRAP 小組在 2012 年的達到 760 倍左右更精准。

我祝賀這支球隊為顯示它能做這次測量質子，說，吉羅德 · 蓋，在哈佛大學，是羅網的代言人，也參與 2008年研究。

但他注意到沒有反質子測量中，物理學家們沒有更接近瞭解物質優勢。

Blaum 說他的團隊將很快採取該測量。

團隊成員的研究機構在東京，日本理研Stefan Ulmer已在 CERN 的反質子減速器，將開始生產顆粒今年夏天上安裝雙潘甯阱。

在那之後一年內，Blaum 認為他和他的同事們應該知道是否反質子的磁矩有別于質子在精度上所取得的成績。

但 Blaum 補充說，作為他對靜力觸探的信任是非常高的，他不敢下注的差異。

這項研究發表在自然.

關於作者

Gabriel 波普金是根據華盛頓特區外的科學作家

 

 

引用：http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=&to=zh-CHT&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2014%2Fjun%2F02%2Fphysicists-lock-in-on-protons-magnetic-moment