쿼크 물질을위한 매우 차가운 모델

얇은 가스의 트리머는 물질의 형성에 대해 무언가를 밝힐 수 있습니다

보 로메 안 고리는 분리 할 수없는 고리가 세 개뿐입니다. 하나가 빠지면 ​​다른 두 개가 분리됩니다. 맥스 플랑크 연구원들은 이제 거의 같은 방식으로 작동하는 초저온 가스에서 3 가지 입자의 화합물을 만들었습니다. 핵 물리학에 대한 © MPI
소리내어 읽기

물리학 자들은 극단에서 다른 것에 대해 무언가를 배울 수있었습니다. 맥스 플랑크 연구원들은 극도로 차가운 원자를 가지고 빅뱅이 끝나고 얼마 지나지 않아 매우 뜨거운 시간에 대해 밝혀 낼 수있는 실험을 해왔다. 그들은 매우 차갑고 얇은 리튬 원자 가스를 준비하여 세 가지 유형으로 구분할 수있게했다. 세 종류의 입자는 이탈리아 가족의 문장에 따라 Borromean이라고 불리는 상태를 형성합니다. 마찬가지로, 빅뱅 직후에 양성자와 중성자가 형성되어 오늘날 우리 물질의 핵심 구성 요소를 형성합니다.

차가운 원자의 모델은 이제 이러한 조건을 탐구 할 수있는 새로운 기회를 제공합니다.이 시스템에서 입자의 상호 작용이 특별히 "Physical Review Letters"저널의 과학자들에게 영향을 줄 수 있기 때문입니다.

원자와의 삼각 관계

필로 포 보 로메오 (Flippo Borromeo)는 15 세기 중반에 가족의 문장에 보로 메니아 고리를 포함했을 때 지지자들과 흔들리지 않는 우정을 표현하고 싶었다. 이것들은 서로 얽혀있어서 3의 화합만을 형성합니다. 한쪽 고리가 없으면 다른 쪽 고리가 분리됩니다. 이것은 일부 우정뿐만 아니라 원 자나 원소 입자가 들어오는 특별한 기술에도 해당됩니다.

하이델베르크에있는 막스 플랑크 원자력 물리 연구소의 물리학 자들은 이제 매우 차가운 리튬 가스 원자를 삼 합체, 즉 삼각 관계로만 존재할 수있는 화합물로 결합시켰다. 비슷한 성질의 조합은 또한 우주의 가시 질량을 구성하는 양성자와 중성자에서 쿼크를 형성합니다.

트레일의 빌딩 블록

3 개의 리튬 원자가 결합하여 삼량 체를 형성하는 방법은 또한 빅뱅 직후 쿼크-글루온 플라즈마의 매우 조밀하고 뜨거운 입자 슬러리로부터 물질의 빌딩 블록이 어떻게 형성되는지에 대한 무언가를 밝힐 수 있습니다. 또는이 중성자 별이 어떻게 발생 하는가?이 분쇄 된 물질 형태로 구성되며 정확한 특성이 거의 알려지지 않았습니다. 쿼크-글루온 플라즈마가 이미 직접 생성되고 연구되는 입자 가속기와 달리 물리학자는 입자의 상호 작용을 제어하기 위해 많은 매개 변수에서 차가운 원자를 실험 할 수 있습니다. 디스플레이

일부 실험 기술에 의해서만 3 개의 리튬 원자가 결합 될 수있는 가스가 생성 될 수있다. 이것은 원자 가스를 거의 절대 온도 영점까지 냉각시키는 어려움으로 시작됩니다. 이를 위해 Selim Jochim 주변의 하이델베르크 과학자들은 광학 쌍극자 트랩에 약 백만 개의 리튬 원자를 채 웁니다. 이 경우 강력한 레이저는 전자기력으로 입자를 가두어 단단히 고정시킵니다. 입자는 절대 영보다 백만 분의 일 정도의 온도만큼이나 움직입니다.

세 그룹의 입자

그러나 하이델 베르거는 트리머에 절반도 못 미쳤다. 이러한 차가운 가스, 양자 가스에서 원자는 자동으로 서로를 찾지 않으며 심지어 서로 존재하지도 않습니다.

절대 제로 근처에서 리튬 원자는 원자의 전자와 마찬가지로 각 상태를 한 번만 차지한다고 J은 설명합니다. 리튬 원자는 fermion에 속하며 fermion은 본질적으로 매우 독특합니다. boson과는 달리, 이 종의 두 대표자는 같은 상태에 있어서는 안되며 양자 물리학의 법칙에 의해 금지됩니다. 그러나이 작업을 함께 수행하려면 동일한 동작 상태를 가정해야합니다. 필요한 등화는 원칙적으로 입자가 충돌하는 것을 방지합니다.

실험의 책임자 인 Timo Ottenstein은“현재 어려움은 기체에 정확히 3 개의 입자 그룹을 갖는 것인데, 이것은 운동 상태 이외의 특성에서 서로 다르다. 참여했다. 그래야만 서로 다른 그룹에 속하는 세 개의 입자를 인식하고 충돌 할 수 있습니다. 이 경우 다른 속성으로 구별되기 때문에 동일한 모션 상태를 가정 할 수 있습니다.

스핀 상태의 리튬 원자

이를 위해 하이델베르크의 과학자들은 각각 전파로 보내진 리튬 원자의 3 분의 1을 특정 스핀 상태로 보냈다. 입자의 스핀은 자기 모멘트에 해당합니다. 즉, 각 입자는 작은 막대 자석과 유사합니다. 막대 자석이 정렬되는 방식에 따라, 3 개의 리튬 원자 그룹은 전파 조사 후에 상이하다. 지금까지 연구자들은 유사한 가스를 각각 자체 스핀을 갖는 두 그룹으로 만 나눌 수있었습니다.

그럼에도 불구하고 세 개의 입자는 아직 자유 조각으로 구성되지 않습니다. 자기장으로 만 Selim Jochim과 그의 직원을 한 그룹 씩 하나씩 모으십시오. 하이델베르크 물리학 자들은 자기장의 정확한 세기를 수천 번 측정하여 결정했습니다. Jochim은 "우리는이 실험이 성공할 것으로 기대하지 않았다"고 말했다. "그래서 우리는 다른 시험에도 적합하도록 실험 설정을 설계 했으므로 의심스러운 경우 헛되지 않았다

연구원들은 트리머의 수명을 연장하고자합니다

지금까지, 입자는 단지 1 초 동안 붕소 상태로 유지되었다. 세 개가 빠르게 접촉 한 후 한 입자는 날아가고 다른 두 입자는 공통 쌍으로 남습니다. 입자와 반발 된 입자는 둘 다 너무 많은 에너지를 흡수하여 쌍극자 트랩에서 사출됩니다. 따라서 하이델베르크 연구원은 아직 붕소 상태를 더 자세히 조사 할 수 없습니다.

요킴은 원자력과 입자 물리학 자 사이의 교환에 기여하면서 "우리는 이미 트리머의 수명을 연장하기위한 아이디어를 추구하고있다"고 말했다.

(MPG, 28.01.2009-DLO)