Các nhà vật lí làm việc tại phòng nghiên cứu hạt nhân CERN ở biên giới giữa Thụy Sĩ và Pháp vừa tạo ra được những hạt phản vật chất lạnh nhất từ trước đến nay.
Ảnh: CERN Geneva
Đội nghiên cứu đã làm lạnh các phản proton xuống đến những nhiệt độ lạnh hơn cả trên bề mặt của Pluto, chỉ 17 độ trên không độ tuyệt đối. Các nhà vật lí đang nghiên cứu phản vật chất lạnh hi vọng cuối cùng sẽ có được cái nhìn sâu sắc lí giải tại sao vũ trụ lạnh cấu thành từ vật chất chứ không phải phản vật chất.
Để nghiên cứu vấn đề này một cách sâu sắc, đội khoa học cần phải kết hợp các phản proton lạnh với một đối tác phản hạt của electron, gọi là positron, để tạo ra các nguyên tử lạnh của phản hydrogen. Bằng cách này, các nhà vật lí sẽ có thể giữ các nguyên tử trung hòa trong các bẫy từ và phân tích hành trạng của phản vật chất một cách cẩn thận hơn.
“Hydrogen là một trong những hệ được nghiên cứu nhiều nhất trong vật lí học”, lời của Jeff Hangst, phát ngôn viên của nhóm nghiên cứu phản vật chất ở nhiệt độ thấp tại CERN, ở Geneva. “Chúng tôi muốn thực hiện những loại phép đo chính xác ấy trong phổ phản vật chất”.
Máy làm lạnh phản hydrogen thu gom một số lượng lớn hạt trong một bẫy từ với một đầu trên để hở. Theo thời gian, những hạt năng lượng cao nhất sẽ vọt ra khỏi bẫy, còn những hạt năng lượng thấp hơn vẫn ở lại trong bẫy. Bẫy từ dần dần co lại cho nên các hạt lạnh hơn sau đó có thể thoát ra ngoài, cuối cùng chỉ để lại những hạt lạnh nhất mà thôi.
“Đó chính là nguyên tắc làm lạnh tách cà phê của bạn trong khi nó vẫn ở trên bàn”, Hangst gợi đến cách thức những phân tử nước nóng nhất trong tách cà phê của bạn bay hơi ra ngoài trước, để lại phía sau những phân tử lạnh hơn.
Kỉ lục phản vật chất lạnh nhất trước đây được lập năm 1989 bởi một đội tại Đại học Harvard. Họ đã làm lạnh các phản proton xuống đến khoảng 104,3 kelvin.
- Duy Khắc (theo PhysOrg.com)
