Об этом сообщает «КТРК» со ссылкой на SciTechDaily
Совсем недавно ученые из CERN представили революционное оборудование, способное захватывать поведение антигидрогена под действием гравитации с рекордной точностью. Используя специально адаптированные мобильные сенсоры, они смогли получить изображения, которые обеспечивают гораздо более детализированное понимание того, как антиматерия взаимодействует с гравитационным полем Земли. Этот прорыв в области науки открывает новые горизонты для исследования поведения античастиц и антиматерии в целом.
Проект AEgIS: изучение антигидрогена
Эксперименты по изучению антиматерии всегда были в центре внимания ученых, стремящихся понять, как антигидроген ведет себя в условиях земной гравитации. Проект AEgIS (Antihydrogen Experiment: Gravity, Interferometry, Spectroscopy) направлен на ответ на этот вопрос. Для этого ученые создали направленный луч антигидрогена, который позволил исследовать, как частицы изменяют свой путь, двигаясь по горизонтальной траектории. Одним из самых важных элементов эксперимента стал прибор под названием моирный дефлектометр, который с высокой точностью отслеживает малейшие изменения в пути движения античастиц.
Это открытие стало возможным благодаря разработке новых технологий, позволяющих с небывало высокой точностью измерять даже самые маленькие перемещения антигидрогена. В этом контексте эксперименты в CERN дают шанс не только выяснить, как антиматерия ведет себя в присутствии гравитации, но и глубже понять основы физики частиц, которые могут кардинально изменить наши взгляды на строение Вселенной.
Инновации в детектировании антиматерии
Основным элементом эксперимента стало создание уникального детектора с рекордным разрешением. Разработанный с использованием сенсоров, ранее применявшихся в мобильных телефонах, Optical Photon and Antimatter Imager (OPHANIM) способен захватывать мельчайшие перемещения частиц. Этот детектор состоит из 60 фотосенсоров, объединенных в одно устройство, обеспечивающее невероятное разрешение в 3840 мегапикселей. В отличие от традиционных фотопластинок, OPHANIM предлагает возможности для реального времени, что открывает новые перспективы для наблюдения за процессами, которые происходят на уровне отдельных частиц.
Ранее аналогичные эксперименты использовали фотопластинки, которые имели несколько меньшие возможности для детального анализа. Однако с помощью OPHANIM ученые смогли значительно повысить точность измерений, одновременно предоставив более широкие возможности для наблюдения и анализа антиматерии в реальном времени. Это сочетание высокой точности и функциональности делает новый детектор ключевым инструментом в исследованиях, которые ранее были невозможны.
Как мобильные сенсоры стали инструментом физики
Ключевым элементом в создании нового детектора стали мобильные сенсоры, использованные в новом контексте. Специалисты по физике частиц адаптировали эти сенсоры, которые изначально предназначались для работы в смартфонах, чтобы они могли фиксировать крайне слабые и точные изменения в траекториях антигидрогена. Однако для этого сенсоры пришлось модифицировать: они были лишены нескольких слоев, предназначенных для обработки данных в мобильных устройствах, чтобы они могли выполнять задачи, связанные с физикой высоких энергий.
Это стало возможным благодаря разработке уникальных методов электронного дизайна и микроинженерии, которые позволили создать сенсоры, способные работать в условиях, требующих сверхточности. Эти сенсоры обеспечивают точность, необходимую для того, чтобы различать даже самые незначительные изменения в движении частиц, а также детектировать те фрагменты, которые остаются после их аннигиляции.
Потенциал для будущих экспериментов
Создание такого высокоточного детектора открывает новые возможности для дальнейших исследований в области антиматерии и не только. Это устройство позволяет не только отслеживать перемещения антигидрогена, но и анализировать фрагменты, которые появляются в результате аннигиляции античастиц с обычным веществом. Такой уровень детализации позволит ученым создавать более сложные модели, основанные на наблюдениях, которые ранее были недоступны.
Кроме того, новая технология может быть полезной для широкого круга экспериментов, где требуется высокая точность определения положения частиц. Это открывает новые горизонты для исследований, которые связаны с физикой высоких энергий, а также для разработки новых устройств и инструментов, которые могут быть использованы в самых различных областях науки.
Напомним, ранее мы писали про проект крупнейшего в мире коллайдера от CERN.
