物理学家可能已经解决了重要的物质和反物质的奥秘

时间：2022-04-25 11:25:00 来源：

一个元素，可以将关键视为长期的谜团周围为什么在苏格兰（UWS）的大学物理学家西部大学发现了比我们宇宙中的反物质更重要。

在研究自然物理学的研究中发现了UWS和Strathclyde学者，元素钍的同位素中的一个具有尚未发现的梨形核。现在可以使用类似于-228的核来进行新的测试，以试图找到有关神秘的周围物质和反物质的答案。

UWS的David O'Donnell博士领导了该项目，说：“我们的研究表明，在大学实验室可以进行世界领先的核物理实验。”

“这项工作增强了UWS的核物理学家在世界各地的大型实验设施领先的实验。能够执行这样的实验，为我们的学生提供出色的培训。“ - UWS项目领导者David O'Donnell博士

物理学解释说，宇宙是由基本粒子组成的，例如在每个原子中发现的电子。标准模型是物理学家必须描述宇宙中所有物质的亚原子特性的最佳理论，它预测每个基本粒子可以具有相似的反粒子。总的来说，除带有相反电荷的粒子外，与它们的对应粒子几乎相同的反粒子被称为反物质。

根据标准模型，物质和反物质在大爆炸之时应该已经被同时制造了，但是我们的宇宙几乎完全是由物质组成的。

钍-228。

从理论上讲，电偶极矩（EDM）可以使物质和反物质以不同的速率衰减，从而为我们宇宙中物质和反物质的不对称性提供了解释。

已经提出了梨形核作为理想的物理系统，在其中寻找诸如电子之类的基本粒子中EDM的存在。梨形意味着核通过使质子和中子在核体积中分布不均匀而产生EDM。

该研究团队由奥丹奈博士博士博士博士博士博士博士博士博士博士博士博士，教授Marcus Scheck教授，John F Smith教授和UWS的计算，工程和物理学学院的Pietro Spagnoletti博士;和Strathclyde大学的Dino Jaroszynski教授，博士学生Majid Chishti和Giorgio Battaglia。

斯特拉斯克莱德大学苏格兰基于等离子体的加速器应用研究中心（SCAPA）主任Dino Jaroszynski教授说：“这项合作努力汲取了一群科学家的专业知识，是一个很好的例子，说明如何共同努力可以取得重大突破。它突出了苏格兰大学物理联盟（Supa）培育的苏格兰物理界内的协同精神，为我们的合作实验奠定了基础。“

实验从a 232样品开始，该样品的半衰期为140亿年，这意味着其衰变非常缓慢。该核的衰变链产生th 228核的激发量子力学状态。通过发射伽马射线，这样的状态在被创建的纳秒内衰减。

O'Donnell博士和他的团队使用高度敏感的最先进的闪烁探测器来检测这些超稀有和快速衰减。通过仔细配置探测器和信号处理电子设备，研究团队能够精确地测量激发量子状态的寿命，精度为2万亿秒。量子状态的寿命越短，钍-228核的梨形越明显 - 研究人员更好地找到了EDM的机会。

参考：MMR Chishti，D。O'Donnell，G。Battaglia，M。Bowry，DA Jaroszynski，BS Nara Singh，M。Scheck，P。Spagnoletti和MMR Chishti，“直接测量梨形th 228中的固有电偶极矩”肯尼迪·史密斯（JF Smith），2020年5月18日，自然物理学。
10.1038 / s41567-020-0899-4

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