Muonium - atom paling eksotis?



Paul Scherrer Institute in Villigen, Switzerland, from the air, June 2009.

Aku belum pernah mendengar itu sebelumnya minggu ini, tapi nyata. Dan adarencana untuk menggunakannya untuk mencari antigravity

Saat aku menggulir melalui karya-karya fisika yang diposting pada arXiv mingguini, salah satu khususnya tertangkap mata saya-"Mengukur antimateri gravitasidengan Muonium". Mungkin, ini adalah karena saya menulis sedikit tentangantimateri dan gravitasi week¹ terakhir. Tetapi juga, ada sebuah kata unfamilar.

"Muonium?" Saya pikir "apa yang kemudian?"

Muons aku tahu tentang sudah tentu saja, dan sehingga akan Anda jika Andamembaca artikel ini secara teratur. Mereka mendasar partikel mirip denganelektron tetapi sekitar 200 kali lebih berat, dan mereka membusuk dalambeberapa microseconds, memproduksi elektron, neutrino dan antineutrino.

Muons adalah apa yang kita sebut "generasi kedua" masalah. Untuk alasan yangtidak jelas, partikel dasar materi datang dalam pola yang diulang tiga generasi,masing-masing lebih berat daripada yang terakhir. Muon adalah kedua versigenerasi elektron. (Versi generasi ketiga disebut tau.)


Sering diproduksi dalam tumbukan partikel, baik ketika partikel dari luarangkasa menghantam atmosfer atas, atau di akselerator di laboratorium dibumi, muons agak serbaguna. Mereka menyediakan sejumlah cara yang unikuntuk menyelidiki hukum yang fisik. Ternyata muonium adalah trik berguna lainmereka. Ini adalah kombinasi gaya atom elektron (muatan listrik negatif) danantimuon (muatan listrik positif). Dengan cara yang sama bahwa elektron danproton terikat bersama-sama membuat hidrogen, elektron dan antimuonmembuat muonium². Hal-hal yang sebenarnya dibuat setiap kali antimuonsbepergian cukup lambat dengan elektron terdekat. Satu tempat yang ini terjadibanyak adalah di Paul Scherrer Institute (PSI) di Villigen, Swiss, di mana merekatelah membuat sesuatu dari sebuah industri dari melakukan fisika denganmuons.


Beam partikel muonium lambat rupanya di bawah pembangunan di PSI, danproposal yang tertangkap mata saya menggambarkan salah satu cara untukmembuat menggunakan ini untuk mengukur efek gravitasi pada muonium -pada dasarnya dengan mengamati bagaimana balok menekuk di bawahgravitasi. Karena antimuon 200 kali lebih berat bahwa elektron, mendominasimassa, dan oleh karena itu ini studi tentang efek gravitasi pada kedua generasiantimateri.


Gravitasi sangat, sangat lemah dibandingkan dengan kekuatan lain, jadimendeteksi tindakan pada kecil partikel dasar sangat sulit. Hal ini pastimembutuhkan objek bermuatan netral, sebaliknya liar bidang listrik akanmenguasai efek gravational sangat kecil. Penelitian lain sedang dilakukandengan positronium (elektron dan produksi yang diikat bersama) danantihydrogen, tetapi muonium memiliki keuntungan. Satu satu sisi, karenaantimuon lebih berat dan mendominasi elektron (anti) efek gravitasi harus lebih besar. Di sisi lain, muonium jauh lebih mudah untuk membuat daripadaantihydrogen, karena antimuon lebih ringan daripada antiproton. Ini berartibahwa itu harus mungkin untuk mengurangi ketidakpastian Statistik dan laindalam pengukuran, hanya dengan memiliki banyak dan banyak ofmuoniumatom untuk bekerja dengan. Terakhir tetapi tidak paling, menawarkankesempatan pertama mengukur efek gravitasi pada generasi kedua partikel.

Dalam ringkasan, muonium adalah sebuah atom terikat-negara dari leptons,terdiri dari campuran generasi pertama materi dan antimateri generasi kedua.Oleh karena itu kurasa ada kasus yang kuat bahwa violatesBetteridge artikel inidi hukum utama. Muonium itu, memang, atom paling eksotis.

¹Coincidentally, pada memandang karya itu aku melihat menulis atas pertemuandiselenggarakan di UCL pada musim panas, yang aku menghadiri beberapa tapitidak terjawab pembicaraan ini. Kami memiliki sinar positronium kita sendiri danbanyak kegiatan di daerah ini, meskipun saya tidak bekerja pada itu sendiri.

² elektron dan antimuons tidak memusnahkan saling segera, karena merekatidak saling zarah. Dalam setiap kasus, mereka yang mengorbit putaran satu sama lain dalam arti, sehingga mereka tidak segera 'bertabrakan'.


Jon Butterworth Buku Smashing fisika, mengenai keterlibatannya dalampenemuan Higgs boson, tersedia sebagai "Paling ingin partikel" di Kanada & ASdan diciutkan untuk Royal Society Winton hadiah untuk buku-buku ilmu pengetahuan.

Postingan terkait:

Belum ada tanggapan untuk "Muonium - atom paling eksotis?"

Post a Comment