antihydrogen: |Psi(r1,r2)|^2 (|Psi|^2)
[personal profile] antihydrogen
Предыдущие части: 1, 2, 3.

Не скоро дело делается, да и сказку я не скоро сказываю, но мы в нашем рассказе добрались до 2002 года (я уже и не помню, я посмотрел), когда ATHENA - одна из двух групп, занимавшихся в ЦЕРНе получением холодного антоводорода, сообщила об успехе.

В предыдущих частях я сознательно не поминал механизм рекомбинации, на который у экспериментаторов были главные надежды - трехчастичную рекомбинацию. Если антипротон и два позитрона случайно окажутся рядом, то позитрон, разогнавшийся под действием притяжения антипротона, может передать свою кинетическую энергию второму позитрону, и оказаться в связанном состоянии.

Аналогичный процесс наблюдается и на совершенно других объектах и в других масштабах: фактически только за счет него два свободных гравитирующих объекта могут образовать связанную систему. Для того, чтобы планета захватила спутник - нужно взаимодействие с близким третьем телом. В шаровых скоплених за счет тройных столкновений образуются двойные звезды, а звезды, которым энергия передалась - наблюдаются как "убегающие" звезды.

Образовавшийся атом - нейтральная система, с магнитным и электрическим полями ловушки взаимодействует слабо, и просто выпадает из нее (чтобы не выпадал, нужна специфическая конфигурация поля, об этом я писал в 1-й интермедии) и аннигилирует с веществом стенок. Именно парные одновременные аннигиляции позитрона и антипротона, продукты которых регистрировались окружающими ловушку кремниевыми детекторами, в ATHENA засчитывались как образовавшиеся антиатомы. За один цикл смешивания из 70 миллионов позитронов и 10000 антипротонов получалось в среднем 2500 антиатомов, то есть рекомбинировали четверть антипротонов.
ATHENA_detectors_schemeATHENA_detectors
Слева - схема регистрации аннигиляции антиатомов здорового человека, справа - схема регистрации аннигиляции антиатомов инженера

Вся эта лепота портилась одним мелким фактом. Скорость трехчастичной рекомбинации квадратично зависит от плотности плазмы (именно сомнения в возможности достижения высокой плотности стимулировали изобретение разнообразных способов стимулирования рекомбинации, о которых я писал в предыдущих частях). Кроме того, она очень сильно - обратно пропорционально пятой степени - зависит от температуры. Экспериментаторы могли нагревать плазму, запуская в ловушку микроволновое излучение с частотой, совпадающей с циклотронной частотой позитронов. Они измерили зависимость количества рекомбинировавших атомов от температуры, и она оказалась пропорциональной 1/T. А такая зависимость вообще-то характерна для спонтанной радиационной рекомбинации. Образование атомов не прекращалось полностью даже при температуре 3000 градусов, когда трехчастичная рекомбинация должна была быть полностью подавлена.

Продолжение следует.
From:
Anonymous( )Anonymous This account has disabled anonymous posting.
OpenID( )OpenID You can comment on this post while signed in with an account from many other sites, once you have confirmed your email address. Sign in using OpenID.
User
Account name:
Password:
If you don't have an account you can create one now.
Subject:
HTML doesn't work in the subject.

Message:

 
Notice: This account is set to log the IP addresses of everyone who comments.
Links will be displayed as unclickable URLs to help prevent spam.
Page generated Sep. 26th, 2017 07:09 am
Powered by Dreamwidth Studios