Phản hiđrô

Ngược với hiđrô, phản hiđrô có một phản proton và một positron. Phản hiđrô hay phản hydro là nguyên tố phản vật chất tương ứng với hiđrô. Ký hiệu chuẩn của phản hiđrô là H, tức chữ H có đường gạch trên. Trong khi nguyên tử hiđrô bình thường có một điện tử và một proton, nguyên tử phản hiđrô có một positron và một phản proton.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phản hiđrô Phản hiđrôNgược với hiđrô, phản hiđrô có một phản proton và một positron.Phản hiđrô hay phản hydro là nguyên tố phản vật chất tương ứng với hiđrô. Kýhiệu chuẩn của phản hiđrô là H, tức chữ H có đường gạch trên. Trong khi nguyêntử hiđrô bình thường có một điện tử và một proton, nguyên tử phản hiđrô có mộtpositron và một phản proton.Tính chấtTheo định lý CPT của vật lý hạt, các nguyên tử phản hiđrô nên có nhiều đặc điểmthường có của các nguyên tử hiđrô, nghĩa là chúng phải có cùng khối lượng,mômen lưỡng cực từ, và tần số chuyển đổi giữa các trạng thái lượng tử của chúng.Ví dụ, các nguyên tử phản hiđrô bị kích động được dự kiến sẽ phát sáng với cácmàu sắc giống như của hiđrô thông thường. Nguyên tử phản hiđrô phải bị hấp dẫntrọng lực vào các vật chất khác hoặc phản vật chất với một lực có độ lớn tương tựnhư các nguyên tử hiđrô thông thường phải chịu.Khi nguyên tử phản hi đrô tiếp xúc với vật chất thông thường, các thành phần củachúng nhanh chóng tiêu diệt. Hạt positron, là một hạt cơ bản, hủy điện tử trong vậtchất thông thường trong khi khối lượng còn lại của positron và đối tác hủy diệt củanó phát ra năng lượng ở dạng tia gamma. Hạt phản proton mặt khác được tạothành phản quark kết hợp với các hạt quark trong hoặc neutron hoặc proton trongvật chất thông thường và kết quả hủy diệt trong các hạt năng lượng cao được gọilà pion. Những pion lần lượt nhanh chóng phân rã thành các hạt khác gọi là hạtmuyon, neutrino, hạt positron và điện tử, và các hạt này nhanh chóng tiêu tan. Tuynhiên, nếu các nguyên tử phản hiđrô được để bị đình chỉ trong một trạng thái chânkhông hoàn hảo, chúng phải tồn tại vô thời hạn.Phát hiệnQuy trình tạo phản hidro đầu tiên năm 1995Từ năm 1995, phản hiđrô đã được một nhóm các nhà nghiên cứu, đứng đầu làWalter Oelert, tại phòng thí nghiệm CERN ở Geneva tạo ra đầu tiên bằng máy giatốc hạt.[1] Thí nghiệm diễn ra ở LEAR (Low Energy Antiproton Ring, Vòng phảnproton năng lượng thấp), nơi các phản proton được tạo ra trong một máy gia tốc,bị bắn tại một cụm xenon.[2] Khi một phản proton đến gần một nhân xenon, mộtcặp điện tử–positron có thể được tạo ra, và với vài khả năng positron sẽ bị bắt giữbởi phản proton để tạo phản hiđrô. Xác suất tạo ra nguy ên tử phản hiđrô từ mộtphản proton chỉ là 10−19, do đó phương pháp này không phù hợp lắm cho việc sảnxuất số lượng đáng kể nguyên tử phản hiđrô, do các tính toán chi tiết không đượcchỉ ra trước đây.[3]Các thí nghiệm thực hiện tại CERN được tiến hành về sau, vào năm 1997, đượcthực hiện lại tại Fermilab ở Hoa Kỳ nơi phần giao cắt khác của quá trình đã đượcxác định.[4] Cả hai thí nghiệm đã dẫn đến kết quả các nguyên tử phản hiđrô nănglượng cao hay nóng mà không phù hợp cho nghiên cứu chi tiết. Do đó, CERN đãxây máy giảm tốc phản proton nhằm hỗ trợ các nỗ lực theo hướng tạo ra các phảnhiđrô năng lượng thấp có thể sử dụng cho các thử nghiệm đối xứng cơ bản. LEAR ở CERN, nơi các phản hidro đầu tiênQuy trình pha trộn phản hidro được tạo raMới đầu các nguyên tử phản hiđrô được tạo ra có tốc độ nóng đến nỗi nó và vậtchất tự phá hủy nhau trước khi các nhà nghiên cứu có thể bắt kịp. Tuy nhiên, vàotháng 11 năm 2010, các nguyên tử phản hiđrô lạnh được tạo ra và bắt giữ trong từtrường lần đầu tiên.