Pesquisadores com a colaboração ALPHA baseada no CERN anunciaram a primeira manipulação de antimatéria baseada em laser do mundo, aproveitando um sistema de laser feito no Canadá para resfriar uma amostra de antimatéria até quase zero absoluto. A conquista, detalhado em um artigo publicado hoje e destaque na capa da revista Natureza , irá alterar significativamente o panorama da pesquisa de antimatéria e promover a próxima geração de experimentos.

A antimatéria é a contraparte sobrenatural da matéria; ele exibe características e comportamentos quase idênticos, mas tem carga oposta. Porque eles aniquilam ao entrar em contato com a matéria, átomos de antimatéria são excepcionalmente difíceis de criar e controlar em nosso mundo e nunca haviam sido manipulados com um laser.

"Os resultados de hoje são o culminar de um longo programa de pesquisa e engenharia, conduzido na UBC, mas apoiado por parceiros de todo o país, "disse Takamasa Momose, o pesquisador da University of British Columbia (UBC) com a equipe canadense da ALPHA (ALPHA-Canadá) que liderou o desenvolvimento do laser. "Com esta técnica, podemos abordar mistérios de longa data como:'Como a antimatéria responde à gravidade? A antimatéria pode nos ajudar a entender as simetrias na física? '. Essas respostas podem alterar fundamentalmente nossa compreensão de nosso Universo. "

Desde sua introdução há 40 anos, a manipulação a laser e o resfriamento de átomos comuns revolucionaram a física atômica moderna e possibilitaram vários experimentos vencedores do Nobel. Os resultados em Natureza marca o primeiro caso de cientistas aplicando essas técnicas à antimatéria.

Ao resfriar a antimatéria, os pesquisadores serão capazes de realizar uma variedade de testes de precisão para investigar melhor as características da antimatéria, incluindo experimentos que podem iluminar as simetrias fundamentais de nosso Universo. Esses testes podem oferecer pistas sobre por que o Universo é feito principalmente de matéria e não de partes iguais de matéria / antimatéria, conforme previsto pelos modelos do Big Bang.

"Foi um sonho meio louco manipular a antimatéria com laser, "disse Makoto Fujiwara, Porta-voz da ALPHA-Canadá, Cientista TRIUMF, e o proponente original da ideia de resfriamento a laser. "Estou emocionado que nosso sonho finalmente se tornou realidade como resultado de um tremendo trabalho em equipe de cientistas canadenses e internacionais."

A manipulação da antimatéria a laser também abre a porta para uma variedade de inovações físicas de ponta. Momose e Fujiwara agora estão liderando um novo projeto canadense, apelidado de HAICU, desenvolver novas técnicas quânticas para estudos de antimatéria. "Meu próximo sonho é fazer uma" fonte "de antiátomos lançando a antimatéria resfriada a laser no espaço livre. permitiria uma classe inteiramente nova de medições quânticas que antes eram impensáveis, "disse Fujiwara." Além disso, estamos um passo mais perto de sermos capazes de fabricar as primeiras moléculas de antimatéria do mundo unindo anti-átomos usando nossa tecnologia de manipulação a laser, "disse Momose.

Os resultados marcam um divisor de águas para o programa de pesquisas de antimatéria da ALPHA, que durou décadas. que começou com a criação e captura de anti-hidrogênio para um recorde mundial de mil segundos em 2011. A colaboração também forneceu um primeiro vislumbre do espectro anti-hidrogênio em 2012, definir guarda-corpos que limitam o efeito da gravidade sobre a antimatéria em 2013, e apresentou uma contraparte de antimatéria para um fenômeno espectroscópico chave em 2020.