?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Годовой юбилей блога я решил запоздало отметить рассказом об развитии технологии получения антиводорода (да, есть и такая область научно-инженерной науки). Как и полагается юбилейной речи, текст обещал стать неимоверно длинным и скучным, потому будет писаться в виде серии постов. Излагать методы буду не в том порядке, в котором они предлагались, изучались и применялись, а скорее в том, в котором они в свое время попадали в сферу восприятия аффтара (да, художник так видит). Даты и ссылки так же буду давать только в виде исключения, потому как лень.

Атомы водорода и антиводорода, как их бы нарисовал Резерфорд в 1912г., если бы знал о существовании антивещества
(на самом деле, все картинки в данном посте позаимствованы из [Мельников и Уманский, СОЖ, 1999г.]).

 Холодный антиводород в народном хозяйстве нужен для проверки CPT-теоремы (в чем состоит общекультурное значение этой теоремы, я когда то пытался объяснить) и для проверки, что гравитация действует на антивещество так же, как на вещество (чтобы ограничивать креативность некоторых космологов). 

Не буду задерживаться на временах доисторических, когда впервые было получено 9 атомов ну очень горячего антиводорода, ограничусь картинкой:
и кратким пояснением: изображенное происходило в ЦЕРНе (г. Женева), в кольцо, в котором циркулировали с большой скоростью антипротоны, пущалась струя ксенона, антипротоны при столкновении с ядрами ксенона иногда порождали электрон-позитронные пары, позитрон иногда объединялся с породившим его антипротоном, получался атом, летевший с той скоростью, что и исходный антипротон, но атом по причине нейтральности не мог удерживаться магнитным полем и вырывался из кольца. Спектр атома, который летит с околосветовой скоростью и погибает спустя стомиллионную долю секунды, не получишь, скорость падения тоже не измеришь, так что сей хеппенинг из общественно значимых последствий имел в основном заголовки в газетах и вдохновение Д. Брауна на роман про иллюминатов, собравшихся подорвать антиводородом Ватикан.

Для получения прохладного освежающего антиводорода в том же ЦЕРНе было создано две конкурирующих группы - ATRAP и ATHENA. Общая схема  установок, создававшихся этими группами, в общем одинакова - мощный магнит, удерживающий антипротоны и позитроны от того, чтобы удрать поперек ловушки, и набор разнозаряженных электродов, формировавших электрическое поле, не дающее им улететь вдоль:
С одной стороны в ловушку впрыскивались позитроны, получавшиеся от распада радиоактивного натрия-22. Антипротоны прежде чем оказаться в ловушке проходили куда более длинный путь. Они рождались путем столкновения релятивистских протонов с мишенью, потом попадали в AD и Израиль - фактически кольцевой ускоритель, работающий на реверс, где их энергия снижалась с ГэВов (для человекочитаемости нефизиками - такая энергия эквивалентна температуре в десятки триллионов градусов) до 5 МеВ (десятки миллиардов градусов), затем пропускались сквозь фольгу, в которой тормозились до сотен эВ (миллионы градусов), после чего уже в ловушке импульсом электрического поля тормозились до десятков эВ.  Кстати, тут наблюдается весьма печальная для иллюминатов тенденция - триллионы высокоэнергичных протонов порождают миллиарды антипротонов, только миллионы из них попадают в АД, сквозь фольгу из этих миллионов непроаннигилировав проходят только тысячи, ну а в итоге ... ну не будем забегать вперед, тем паче что интересующиеся должны помнить порядок величин из относительно недавних новостных сообщений, в общем, Ватикану в ближайшие несколько триллионов лет с этой стороны ничего не угрожает.
В магнитном поле зараженные частицы вращаются по круговым орбитам, то есть движутся ускоренно, за счет чего испускают излучение, называемое циклотронным. Излучая, они постепенно (ну как постепенно - за десятые доли секунды) охлаждаются до температуры стенок ловушки, которая была приблизительно -270 градусов Цельсия.

Тем не менее, теоретические оценки показывали, что помещением антипротонов и позитронов в одно место проблемы вовсе не исчерпываются. В завершение данной части заметим только, что в дискурсе получения антиводорода гипотетические различия свойств вещества и антивещества совершенно не существенны, ибо уже известные из других экспериментов верхние ограничения на эти различия говорят нам, что различие в скорости рекомбинации (то есть соединения в атом) позитрона и антипротона и рекомбинации протона и электрона если и есть, то пренебрежимо мало, так что в дальнейшем я буду зачастую путать (сознательно и бессознательно) рекомбинацию водорода и антиводорода.

to be continued (UPD: следующий том)

Comments

( 3 comments — Leave a comment )
2born
Dec. 11th, 2011 09:32 am (UTC)
Иес! Ждем продолжения:)
whoevernaebin
Dec. 24th, 2011 02:26 pm (UTC)
хеппе бёёрсдей
от химиков физикам
pingback_bot
Dec. 30th, 2011 04:42 pm (UTC)
Сборка атома из рассыпных деталей, ч.1: АД и Женева
User choices_in_life referenced to your post from Сборка атома из рассыпных деталей, ч.1: АД и Женева saying: [...] Оригинал взят у в Сборка атома из рассыпных деталей, ч.1: АД и Женева [...]
( 3 comments — Leave a comment )