Физики симпатически охладили позитронную плазму с помощью лазерно-охлажденных ионов бериллия. Им удалось довести температуру позитронов до температуры 6,6 кельвин, что почти в три раза меньше предыдущего рекорда. Такие низкие температуры помогут эффективнее создавать антиводород и точнее измерять его свойства.

Исследование опубликовано в Nature Communications.

Открытые в 30-х годах прошлого столетия позитроны сразу же начали играть важную роль в физике. В первую очередь их открытие стало подтверждением релятивистской квантовой механики, в рамках которой их существование предсказал Дирак.

Позитроны могут связываться с электронами с образованием позитрония — чисто лептонного связанного состояния, которое используется для проверки фундаментальных симметрий. Позитроны также полезны для медицинской физики: с их помощью изучают биологические процессы in vivo.

Другим важным применением позитронов стало создание чистой антиматерии и сравнение ее свойств с обычной материей. Так, измерение спектра антиводорода не нашло его принципиальной разницы со спектрами обычного водорода с точностью до 12 знака после запятой.

Для создания антиводорода физики смешивают охлажденные позитроны с охлажденными антипротонами в ловушке Пеннинга — Малмберга. Температура образующегося антиводорода напрямую связана с температурой позитронов, которую на сегодня удалось понизить до 20 кельвин. При этом скорость образования антиматерии и точностью экспериментов с ней будет тем выше, чем ниже эта температура, поэтому физики пытаются охладить позитроны еще сильнее.

Нильс Мадсен (Niels Madsen) из Университета Суонси с коллегами из восьми стран симпатически охладили позитронную плазму с помощью лазерно-охлажденных ионов бериллия.