Физики из Университета Суонси совершили прорыв в изучении антиводорода на ЦЕРН

Автор: 2023–2025 ЦЕРН | Максимилиан Брис

Физики из Университета Суонси сыграли ключевую роль в научном прорыве в ЦЕРН, разработав инновационную технику, которая увеличила скорость захвата антиводорода в десять раз.

Это достижение, реализованное в рамках международного сотрудничества Antihydrogen Laser Physics Apparatus (ALPHA), было опубликовано в журнале Nature Communications и может помочь ответить на один из самых больших вопросов физики: почему существует такой огромный дисбаланс между материей и антиматерией? Согласно теории Большого взрыва, в начале Вселенной было создано равное количество обеих, так почему же окружающий мир состоит почти целиком из материи?

Антиводород — это «зеркальная версия» водорода, состоящая из антипротона и позитрона. Его захват и изучение помогают ученым исследовать поведение антиматерии и то, подчиняется ли она тем же законам, что и материя.

Производство и захват антиводорода — чрезвычайно сложный процесс. Предыдущие методы требовали 24 часов, чтобы захватить всего 2000 атомов, что ограничивало масштаб экспериментов на установке ALPHA. Команда под руководством ученых из Суонси изменила эту ситуацию.

Используя лазерно-охлажденные ионы бериллия, команда продемонстрировала, что можно охладить позитроны до температуры менее 10 Кельвинов (ниже –263°C), что значительно холоднее предыдущего порога около 15 Кельвинов. Эти более холодные позитроны резко повышают эффективность производства и захвата антиводорода, позволяя установить рекорд — захватить 15 000 атомов менее чем за семь часов.

Экспериментальная установка и профиль осевого магнитного поля. Автор: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-65085-4

Это знаменует новую эру для ALPHA, расширяя диапазон возможных экспериментов и позволяя проводить более точные проверки фундаментальной физики, включая то, как антиматерия реагирует на гравитацию и подчиняется ли она тем же симметриям, что и материя.

Профессор Нильс Мадсен из Школы биологических наук, географии и физики, ведущий автор исследования и заместитель представителя ALPHA, заявил: «Прошло более десяти лет с тех пор, как я впервые понял, что это путь вперед, поэтому невероятно приятно видеть впечатляющий результат, который приведет ко многим новым захватывающим измерениям антиводорода».

Мария Гонсалвеш, ведущая аспирантка проекта, добавила: «Этот результат стал кульминацией многих лет упорной работы. Первая успешная попытка мгновенно улучшила предыдущий метод в два раза, дав нам 36 атомов антиводорода — мое новое любимое число! Было очень интересно участвовать в этом проекте, и я с нетерпением жду, какие новаторские измерения стала возможными благодаря этой технике».

Доктор Курт Томпсон, ведущий исследователь проекта, сказал: «Этого фантастического достижения удалось добиться благодаря самоотверженности и совместным усилиям многих аспирантов, летних студентов и исследователей из Суонси за последнее десятилетие. Это представляет собой крупный сдвиг парадигмы в возможностях исследований антиводорода. Эксперименты, которые раньше занимали месяцы, теперь можно выполнить за один день».

Больше информации: Р. Акбари и др., Be⁺ assisted, simultaneous confinement of more than 15000 antihydrogen atoms, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-65085-4

Источник: Swansea University