Antihidrojen

Antihidrojen (), hidrojenin antimadde karşılığıdır. Hidrojen atomu bir elektron ve protondan oluşurken, antihidrojen atomu bir pozitron ve antiprotondan oluşur. Bilim insanları antihidrojeni inceleyerek, baryon asimetrisi sorunu olarak bilinen gözlemlenebilir evrende neden antimaddeden daha fazla maddenin olduğu sorusuna ışık tutabileceğini ummaktadır.BBC News – Antimatter atoms are corralled even longer . Bbc.co.uk. Retrieved on 2011-06-08.

Antihidrojen, parçacık hızlandırıcılarda yapay olarak üretilir. NASA, 1999'da, 1 gram antihidrojen üretmek için 62.5 trilyon dolarlık (2019'da enflasyon ile 94 trilyon dolar) bir maliyet gerekeceğini tahmin ettiklerini açıkladı. Bu, antihidrojeni üretilmesi en pahalı malzeme yapmaktadır. Üretim maliyeti, deney başına oldukça düşük verim ve bir parçacık hızlandırıcı kullanmanın yüksek fırsat maliyetinden kaynaklanmaktadır.

 Özellikler 
küçükresim|Antihidrojenin n = 1 ve n = 2 durumlarındaki enerji seviyeleri manyetik alanın bir fonksiyonu olarak gösterilmektedir. Dikey eksende, ağırlık merkezi enerji farkı, E1S–2S = 2,4661 × 1015 Hz bastırılmıştır. Noktalı dikey siyah çizgi, tuzağımızın manyetik minimumu olan 1,0327 T'deki alanı temsil eder (yukarıya bakın). Bu alanın yakınındaki enerji seviyelerinin ayrıntıları ve durum etiketleri şeklin sağında gösterilmektedir. Ket gösterimindeki ilk değer, pozitronun toplam açısal momentumunun projeksiyonunun kuantum sayısını, mL + mS'yi temsil eder; burada L, yörünge açısal momentumudur (S durumu için L = 0 ve P durumu için L = 1). , sırasıyla) ve S spindir (S = 1/2). Çift ok, antiprotonun dönüşünü (yukarı veya aşağı) gösterir. Başlangıçta hem 1Sc hem de 1Sd durumları manyetik tuzağımızda sıkışıp kalmıştır. Gri ok, 1Sc aşırı ince durumdaki anti-atomları ortadan kaldırmak ve 1Sd durumunda iki kat spin-polarize antihidrojen numunesi hazırlamak için mikrodalga ile çalıştırılan 1Sc → 1Sb geçişini gösterir. Kesintisiz ve kesikli kırmızı (mavi) oklar, kırmızı (mavi) −δ (+δ′) ayarını bozan lazer soğutma (ısıtma) için döngü geçişini gösterir. Mor ok, prob lazer uyarımının 2Pc– seviyesine kadar temsil eder. Yaklaşık 1 T'lik bir manyetik alandaki 2Pc durumunun, pozitron yukarı dönüşü (mL = 0, mS = +1/2) ve aşağı dönüşü (mL = +1, mS = –1/2)'nin bir süperpozisyonu olduğuna dikkat edin. ) belirtir. Bu süperpozisyon nedeniyle, 2Pc durumundan uyarımın kaldırılması üzerine, anti-atom ya orijinal 1Sd durumuna geri dönebilir ya da 1Sa durumuna etkili bir 'döndürme' geçişine uğrayabilir. İkinci durumda, anti-atom tuzaktan dışarı çıkmaya zorlanır ve yok olma sinyali aracılığıyla tespit edilir. Siyah oklar, 1Sd durumundan 2Sd durumuna kadar iki fotonlu uyarımı gösterir.
Antihidrojenin n = 1 ve n = 2 durumlarındaki enerji seviyeleri manyetik alanın bir fonksiyonu olarak gösterilmektedir. Dikey eksende, ağırlık merkezi enerji farkı, E1S–2S = 2,4661 × 1015 Hz bastırılmıştır. Noktalı dikey siyah çizgi, tuzağımızın manyetik minimumu olan 1,0327 T'deki alanı temsil eder (yukarıya bakın). Bu alanın yakınındaki enerji seviyelerinin ayrıntıları ve durum etiketleri şeklin sağında gösterilmektedir. Ket gösterimindeki ilk değer, pozitronun toplam açısal momentumunun projeksiyonunun kuantum sayısını, mL + mS'yi temsil eder; burada L, yörünge açısal momentumudur (S durumu için L = 0 ve P durumu için L = 1)., sırasıyla) ve S spindir (S = 1/2). Çift ok, antiprotonun dönüşünü (yukarı veya aşağı) gösterir. Başlangıçta hem 1Sc hem de 1Sd durumları manyetik tuzağımızda sıkışıp kalmıştır. Gri ok, 1Sc aşırı ince durumdaki anti-atomları ortadan kaldırmak ve 1Sd durumunda iki kat spin-polarize antihidrojen numunesi hazırlamak için mikrodalga ile çalıştırılan 1Sc → 1Sb geçişini gösterir. Kesintisiz ve kesikli kırmızı (mavi) oklar, kırmızı (mavi) −δ (+δ′) ayarını bozan lazer soğutma (ısıtma) için döngü geçişini gösterir. Mor ok, prob lazer uyarımının 2Pc– seviyesine kadar temsil eder. Yaklaşık 1 T'lik bir manyetik alandaki 2Pc durumunun, pozitron yukarı dönüşü (mL = 0, mS = +1/2) ve aşağı dönüşü (mL = +1, mS = –1/2)'nin bir süperpozisyonu olduğuna dikkat edin.) belirtir. Bu süperpozisyon nedeniyle, 2Pc durumundan uyarımın kaldırılması üzerine, anti-atom ya orijinal 1Sd durumuna geri dönebilir ya da 1Sa durumuna etkili bir 'döndürme' geçişine uğrayabilir. İkinci durumda, anti-atom tuzaktan dışarı çıkmaya zorlanır ve yok olma sinyali aracılığıyla tespit edilir. Siyah oklar, 1Sd durumundan 2Sd durumuna kadar iki fotonlu uyarımı göstjerir.inin CPT teoremi, antihidrojen atomlarının normal hidrojenin sahip olduğu birçok özelliğe; yani aynı kütle, manyetik moment ve atomik durum geçiş frekanslarına sahip olduğunu tahmin eder. Örneğin, uyarılmış antihidrojen atomlarının normal hidrojen ile aynı renkte parlaması beklenir. Antihidrojen atomları, sıradan hidrojen atomları ile aynı büyüklükteki bir kuvvetle kütleçekimsel olarak diğer maddelere veya antimaddelere çekim göstermelidir. Mümkün olmadığı düşünülen, ancak ampirik olarak kesin olarak çürütülmemiş, antimaddenin negatif kütleçekim kütlesine sahip olması teorisi eğer doğru ise, bu özellikler aynı olamaz (antimaddenin kütleçekim etkileşimine bakınız).

Antihidrojen sıradan maddeyle temas ettiğinde, bileşenleri hızlı bir şekilde annihile edilir. Pozitron, gama ışınları üretmek için bir elektronla yok olur. Öte yandan, antiproton, nötronlarda veya protonlardaki kuarklarla birleşir ve hızlı bir şekilde müonlara, nötrinolara, pozitronlara ve elektronlara dönüşen yüksek enerjili piyonlarla sonuçlanan antikuarklardan oluşur. Eğer antihidrojen atomları mükemmel bir vakumda askıya alınmışsa, süresiz olarak annihile edilmeden durabilirler.

Bir antielement olarak, hidrojen ile tamamen aynı özelliklere sahip olması beklenir. Örneğin, antihidrojen standart şartlar altında bir gaz olabilir ve anti suyu oluşturmak için antioksijen ile birleşir.

 Ayrıca bakınız 

 Antimaddenin kütleçekimsel etkileşimi

 Kaynakça 

 Dış bağlantılar 



Kategori:Gazlar
Kategori:Hidrojen fiziği
Kategori:Hidrojen
Kategori:Antimadde