Laser giúp hạ nhiệt phản vật chất

Bài viết được dịch từ trang web Science Daily.

Lần đầu tiên các nhà vật lý học tại CERN đã quan sát được sự chuyển dịch năng lượng của phản hạt Hydrogen, một bước tiến lớn trong việc làm nguội và kiểm soát dạng cơ bản của phản vật chất.

Đó là sự chuyển dịch Lyman-Anpha, sự chuyển dịch quan trọng nhất của nguyên tử Hydrogen. “Thành công này mở ra kỷ nguyên mới của khoa học phản vật chất”, dẫn lời Takamasa Momose tại đại học Columbia. Bà là nhà khoa học dẫn dắt sự tiến bộ của hệ thống laser đã được dùng để kiểm soát nguyên tử phản Hydrogen. ” Cách tiếp cận này là cách để làm nguội phản Hydrogen, là bước phát triển tuyệt vời của tính toán và đo đạt chính xác, cho phép chúng ta kiểm tra điều bí ẩn về việc phản vật chất và trọng lực tương tác với nhau như thế nào?”

Phản vật chất nếu loại bỏ tương tác với vật chất thường vốn dĩ rất khó để theo dấu và nghiên cứu. Nhưng nghiên cứu về nó lại là chìa khóa để trả lời cho bí ẩn lớn của vũ trụ: tại sao phản vật chất với số lượng bằng vật chất thường tại thời điểm Big Bang lại biến mất hết? “Nghiên cứu mới nhất giúp chúng ta gần thêm một chút nữa để trả lời những câu đố này”, dẫn lời Makato Fujiwaru, người phát ngôn của Canada trong nhóm hợp tác nghiên cứu phản Hydrogen Alpha tại CERN. ” Trải qua hàng thập kỷ, các nhà khoa học đã cách mạng hóa vật lý nguyên tử nhờ sử dụng sự kiểm soát tự do và hệ thống laser làm nguội. Với kết quả này chúng ta có thể bắt đầu áp dụng công cụ này để điều tra bí ẩn của phản vật chất.

Một hạt phản Hydrogen bao gồm một phản proton và một hạt positron (phản hạt của electron) . Cái được gọi là Lyman -Anpha (lần đầu tiên quan sát được từ hơn 100 năm trước) được đo đạt là một chuỗi sự phát xa cực tím khi nguyên tử Hydrogen chuyển từ Orbital năng lượng thấp lên Orbital năng lượng cao hơn. Sử dụng phun laser trong hàng nano giây, các nhà khoa học đã có thể thực hiện sự chuyển dịch giống như vậy với vài trăm nguyên tử phản Hydro được do bị nhốt trong chân không.

Bên cạnh những thách thức của việc tạo ra và giữ lại nhiều phản Hydro để nghiên cứu lâu dài thì việc tinh chỉnh hệ thống này sẽ mất hàng năm. Bước tiếp theo của nhóm nghiên cứu là sử dụng công nghệ mới để tạo ra những mẫu lạnh hơn và đặc hơn của phản vật chất cho đo đạt quang phổ và trọng lực.

Tác giả: Nhóm nghiên cứu của ScienceDaily

Dịch giả: Robert Nguyen (Công Đoàn)