Исследователи впервые напрямую измерили температуру атомов в чрезвычайно горячих материалах и случайно опровергли теорию, существовавшую несколько десятилетий.
🔬 Измерить температуру по-настоящему горячих объектов — задача не из лёгких. Будь то кипящая плазма на Солнце, экстремальные условия в центре планет или разрушительные силы внутри термоядерного реактора, то, что учёные называют «тёплой плотной материей», может достигать сотен тысяч градусов по Кельвину.
📊 До сих пор измерение температуры таких материалов было практически невозможным. Однако теперь группа исследователей впервые сообщила в журнале Nature, что они напрямую измерили температуру атомов в тёплой плотной материи.
💡 Используя новый метод, они измеряют скорость атомов, а следовательно, и температуру системы. Их инновационный метод уже меняет наше понимание мира: команда исследователей из SLAC нагрела твёрдое золото до температуры, намного превышающей теоретический предел, неожиданно опровергнув устоявшуюся теорию, существовавшую четыре десятилетия.
Демонстрация первого квантового бита антивещества прокладывает путь для улучшенного сравнения материи и антиматерии
🔬 В рамках сотрудничества BASE в ЦЕРНе антипротоны (аналог протонов, но с противоположным электрическим зарядом) удерживались и плавно переходили между двумя различными квантовыми состояниями в течение почти минуты.
🔬 Это достижение, о котором сообщается в статье, опубликованной сегодня в журнале Nature, знаменует собой первую демонстрацию квантового бита антивещества (или кубита) и прокладывает путь для существенно улучшенных сравнений между поведением материи и антиматерии.
🔬 Частицы, такие как антипротон, имеют квантовые характеристики, которые бросают вызов нашему здравому смыслу, например, способность интерферировать сами с собой, как показано в эксперименте с двойной щелью. Взаимодействие с окружающей средой может быстро подавить эти интерференционные эффекты посредством процесса, известного как квантовая декогерентность.
🔬 Хотя когерентные квантовые переходы наблюдались ранее в больших скоплениях частиц и в захваченных ионах, они никогда не наблюдались для одного свободного ядерного магнитного момента — несмотря на то, что последний занимает видное место в учебниках по физике. Сотрудничество BASE добилось этого на заводе по производству антивещества в ЦЕРНе.
🔬 Используя сложную систему электромагнитных ловушек, чтобы дать антипротону нужный «толчок» в нужное время, коллаборация BASE достигла того, что антипротон плавно переходит между своими спиновыми состояниями «вверх» и «вниз» в идеальном ритме.
🔬 Это сотрудничество изучает антипротоны, производимые на заводе по производству антивещества в ЦЕРНе, храня их в электромагнитных ловушках Пеннинга и подавая их по одному во вторую систему с несколькими ловушками, чтобы измерить и изменить их спиновые состояния.
🔬 Используя эту установку, коллаборация BASE ранее смогла показать, что величины магнитных моментов протона и антипротона идентичны в пределах нескольких миллиардных долей. Любое незначительное различие в их величинах нарушило бы симметрию зарядового, чётного и временного пространства и указало бы на новую физику за пределами Стандартной модели физики элементарных частиц.
🔬 Однако этот предыдущий результат был основан на некогерентной спектроскопии, при которой квантовые переходы нарушались флуктуациями магнитного поля и интерференцией при измерении. В существенной модернизации эксперимента эти механизмы декогеренции были подавлены и устранены, что привело к первой когерентной спектроскопии спина антипротона.