บาคาร่าเว็บตรง การวัดที่แม่นยำของการเคลื่อนที่ของแอนติโปรตอนและโปรตอนแนะนำว่าปฏิสสารตอบสนองต่อแรงโน้มถ่วงในลักษณะเดียวกับสสาร การทดลองทำที่ CERN โดยความร่วมมือของ BASE ระหว่างประเทศ และเกี่ยวข้องกับการดักจับแอนติโปรตอนและไอออนไฮโดรเจนเชิงลบโดยใช้สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก การวัดยังให้การยืนยันที่ดีที่สุดว่าแอนติโปรตอนสอดคล้องกับบางแง่มุมของแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค
สสารประกอบด้วยแบริออนและเลปตอน
เช่น โปรตอนและอิเล็กตรอน ตามแบบจำลองมาตรฐาน อนุภาคเหล่านี้แต่ละตัวมีปฏิปักษ์ที่สอดคล้องกันซึ่งมีมวลเท่ากัน แต่มีประจุตรงข้ามกัน เช่นเดียวกับโปรตอนและอิเล็กตรอน ปฏิปักษ์เหล่านี้สามารถรวมกันเป็นปฏิสสารได้ นักฟิสิกส์ที่ CERN สามารถสร้างแอนติไฮโดรเจนได้โดยการรวมแอนติโปรตอนเข้ากับแอนติอิเล็กตรอน แอนติโปรตอนเหล่านี้ผลิตขึ้นเป็นจำนวนมากที่ CERN ในโรงงานที่ขนานนามว่า ” โรงงานปฏิสสาร “
ความลึกลับที่ยั่งยืนความลึกลับที่สำคัญและยั่งยืนในฟิสิกส์คือสาเหตุที่จักรวาลดูเหมือนจะประกอบขึ้นจากสสารเกือบทั้งหมดและมีปฏิสสารเพียงเล็กน้อยเท่านั้น คำตอบสำหรับคำถามนี้สามารถพบได้โดยมองหาความแตกต่างเล็กน้อยระหว่างอนุภาคและปฏิปักษ์ของอนุภาค ซึ่งหากประสบความสำเร็จก็จะเผยให้เห็นฟิสิกส์ที่นอกเหนือไปจากแบบจำลองมาตรฐาน
การทดลอง BASE ที่ CERN มีวัตถุประสงค์เพื่อวัดโมเมนต์แม่เหล็กของแอนติโปรตอนให้มีความแม่นยำสูงมาก เพื่อให้สามารถเปรียบเทียบโมเมนต์แม่เหล็กของโปรตอนได้ ทำได้โดยใช้กับดัก Penning ซึ่งเก็บแอนติโปรตอนที่มีประจุลบโดยใช้สนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า
ในงานวิจัยล่าสุดนี้ ทีมงาน BASE ได้มุ่งเน้น
ที่อัตราส่วนประจุต่อมวลของแอนติโปรตอนแทน ซึ่งสามารถวัดค่าความแม่นยำสูงในกับดักแบบเพนนิงได้ แอนติโปรตอนเดินตามเส้นทางวงกลมภายในกับดัก และความถี่ของการสั่นของไซโคลตรอนนี้จะใช้ในการคำนวณอัตราส่วนประจุต่อมวลของปฏิปักษ์
จากนั้นทำการทดลองซ้ำโดยใช้ไฮโดรเจนไอออนที่มีประจุลบ ซึ่งเป็นโปรตอนที่จับกับอิเล็กตรอนสองตัว ไอออนนี้ถูกใช้แทนโปรตอนที่มีประจุบวก ดังนั้นการวัดทั้งสองจึงสามารถทำได้ภายใต้สภาวะการทดลองเดียวกัน – และด้วยเหตุนี้จึงเปรียบเทียบกับความเที่ยงตรงที่สูงมาก
ผลลัพธ์ที่เหมือนกัน
ทำการวัดในสี่แคมเปญที่ทำระหว่างเดือนธันวาคม 2017 ถึงพฤษภาคม 2019 มีการเปรียบเทียบทั้งหมด 24,000 ครั้ง แต่ละแคมเปญใช้เวลา 260 วินาที นักฟิสิกส์ BASE พบว่าอัตราส่วนประจุต่อมวลของแอนติโปรตอนและโปรตอนเหมือนกันกับภายใน 16 ส่วนต่อล้านล้าน ซึ่งดีกว่าการวัดครั้งก่อนสี่เท่า
Stefan Ulmer โฆษกของ BASE อธิบายว่า “เพื่อให้ได้ความแม่นยำนี้ เราได้อัปเกรดการทดลองเป็นจำนวนมากและดำเนินการวัดเมื่อโรงงานปฏิสสารถูกปิดตัวลง โดยใช้อ่างเก็บน้ำของ antiprotons ซึ่งสามารถเก็บ antiprotons ได้นานหลายปี” Stefan Ulmer โฆษก ของ BASE อธิบาย RIKEN ในญี่ปุ่น
การวิจัยของ BASE ได้สนับสนุนหลักการที่ว่า
ฟิสิกส์ของระบบจะไม่ได้รับผลกระทบเมื่อมีการพลิกประจุ ความเท่าเทียมกัน และทิศทางของเวลา ความสมมาตรพื้นฐานนี้เรียกว่าค่าคงที่ CPT ซึ่งมีบทบาทสำคัญในแบบจำลองมาตรฐาน
“ผลลัพธ์นี้แสดงถึงการทดสอบโดยตรงที่แม่นยำที่สุดของความสมมาตรพื้นฐานระหว่างสสารและปฏิสสาร ดำเนินการกับอนุภาคที่ทำจากควาร์กสามตัวที่เรียกว่าแบริออนและแอนติอนุภาคของพวกมัน” Ulmer กล่าว
การทดลองยังทดสอบหลักการสมมูลที่อ่อนแอ ซึ่งเป็นผลมาจากทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ หลักการนี้บอกว่าพฤติกรรมของวัตถุในสนามโน้มถ่วงไม่ขึ้นกับคุณสมบัติภายในของมัน ซึ่งรวมถึงมวลของมันด้วย ตัวอย่างที่คุ้นเคยคือในสุญญากาศ ขนและค้อนจะตกลงมาด้วยความเร่งเท่ากัน โปรตอนระบายความร้อนด้วยไออนคลาวด์และวงจรตัวนำยิ่งยวด
วงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรี ซึ่งหมายความว่าแรงโน้มถ่วงที่กับดัก Penning เปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในช่วงหนึ่งปี การเปลี่ยนแปลงนี้ส่งผลต่อความถี่ของไซโคลตรอน และทีมงานพบว่าความถี่ของโปรตอนและแอนติโปรตอนเปลี่ยนแปลงไปในลักษณะเดียวกัน ทีมงานจึงยืนยันว่าหลักการสมมูลที่อ่อนแอนั้นใช้ได้กับทั้งปฏิสสารและสสาร – เพื่อให้ได้ความแม่นยำประมาณสามส่วนใน 100
การทดลองอื่นๆ ที่ CERN วางแผนที่จะตรวจสอบหลักการสมมูลที่อ่อนแอโดยการสังเกตปฏิสสารในการตกอย่างอิสระ และ Ulmer ชี้ให้เห็นว่าผลลัพธ์ของ BASE คือ “เทียบได้กับเป้าหมายความแม่นยำเริ่มต้นของการทดลองที่มีเป้าหมายที่จะปล่อยแอนติไฮโดรเจนในสนามโน้มถ่วงของโลก” “เบสไม่ได้ปล่อยปฏิสสารโดยตรงในสนามโน้มถ่วงของโลก แต่การวัดอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงบนอนุภาคปฏิสสารของแบริออนนั้นมีความคล้ายคลึงกันมาก ซึ่งบ่งชี้ว่าไม่มีปฏิสัมพันธ์ผิดปกติระหว่างปฏิสสารกับแรงโน้มถ่วงที่ระดับความไม่แน่นอนที่บรรลุได้”
รวมถึงการสังเคราะห์ด้วยแสงและแม้แต่ไอโซเมอไรเซชันของ rhodopsin ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการมองเห็นของมนุษย์ Riccardo Piccoli นักวิจัยด้านดุษฏีบัณฑิตที่ INRS และผู้เขียนบทความNature Photonicsฉบับแรกที่อธิบายการวิจัย กล่าวว่า “ด้วยจังหวะของเรา เราสามารถศึกษาพลวัตของกระบวนการดังกล่าวและวิธีที่พวกเขาพัฒนาในช่วงเวลาที่สั้นมาก” เลเซอร์อุตสาหกรรมสร้างพัลส์แสง attosecond บาคาร่าเว็บตรง
