ثبت سقوط ضد ماده با دوربین ۳۸۴۰ مگاپیکسلی در CERN

دانشمندان سازمان CERN یک دستگاه شبیه به دوربین ۳۸۴۰ مگاپیکسلی ساخته‌اند که از حسگر‌های دوربین موبایل برای پیگیری سقوط ضد هیدروژن تحت تأثیر گرانش استفاده می‌کند. این دستاورد می‌تواند تجربیات ضد ماده را با تصویربرداری فوق‌دقیق و زمان واقعی متحول کند.

به گزارش ساینس دیلی، با استفاده از پرتو ضد هیدروژن و یک آشکارساز نوآورانه که از حسگر‌های دوربین موبایل تغییر یافته ساخته شده است، آزمایش AEgIS قادر است تغییرات میکروسکوپی را با وضوح بی‌سابقه‌ای ثبت کند. این دستگاه پیشرفته، «تصویرگر فوتون نوری و ضد ماده» (OPHANIM)، نه تنها دقت صفحات عکاسی قدیمی را به‌دست می‌آورد، بلکه قابلیت‌های زمان واقعی و پتانسیل علمی گسترده‌تری نیز دارد و دریچه‌ای به تحقیقاتی سطح بالاتر در زمینه ضد ماده می‌گشاید.

اندازه‌گیری سقوط ضد هیدروژن تحت تأثیر گرانش

دانشمندان در کارخانه ضد ماده CERN در حال تلاش برای اندازه‌گیری رفتار ضد هیدروژن تحت تأثیر گرانش زمین هستند و هدف آنها این است که تعیین کنند آیا ضد هیدروژن به‌طور مشابه با ماده عادی سقوط می‌کند یا خیر. چندین آزمایش مختلف از جمله AEgIS (آزمایش ضد هیدروژن: گرانش، تداخل‌سنجی، طیف‌سنجی)، ALPHA و GBAR در حال پاسخ‌گویی به این سوال با روش‌های مختلف هستند.

آزمایش AEgIS یک پرتو افقی از ضد هیدروژن تولید می‌کند و به دنبال تغییرات عمودی در مسیر آن هنگام حرکت می‌گردد. برای این منظور، محققان از دستگاهی به نام «دستگاه انحراف‌سنج مویرا» استفاده می‌کنند که قادر است تغییرات کوچک در مسیر ذرات را شبیه‌سازی کند، همراه با یک آشکارساز که نقاط دقیق انهدام اتم‌های ضد هیدروژن را ثبت می‌کند.

نوآوری در آشکارساز با وضوح بالا

فرانچسکو گوآتیری، از محققان اصلی این پژوهش در منبع نوترون تحقیقاتی FRM II در TUM، می‌گوید: «برای موفقیت آزمایش AEgIS، نیاز به یک آشکارساز با وضوح فضایی بسیار بالا داریم و حسگر‌های دوربین موبایل پیکسل‌هایی با اندازه‌ای کمتر از یک میکرومتر دارند.»

وی ادامه می‌دهد: «ما ۶۰ از این حسگر‌ها را در یک آشکارساز عکاسی یکپارچه کرده‌ایم، که بالاترین تعداد پیکسل فعلی را دارد: ۳۸۴۰ مگاپیکسل. پیش از این، صفحات عکاسی تنها گزینه موجود بودند، اما آنها قابلیت زمان واقعی را نداشتند. راه‌حل ما که برای آنتی‌پروتون‌ها آزمایش شده و به‌طور مستقیم برای ضد هیدروژن قابل استفاده است، دقت مشابه صفحات عکاسی، تشخیص‌های زمان واقعی، خودکالیبراسیون و سطح خوب جمع‌آوری ذرات را در یک دستگاه ترکیب می‌کند.»

حسگر‌های موبایل تبدیل شده برای فیزیک

محققان به‌ویژه از حسگر‌های تصویری اپتیکال استفاده کرده‌اند که پیش‌تر نشان داده بودند قادر به تصویربرداری از پوزیترون‌های با انرژی پایین به‌صورت زمان واقعی با وضوح بی‌سابقه‌ای هستند.

گوآتیری توضیح می‌دهد: «ما مجبور شدیم لایه‌های اولیه حسگر‌ها را حذف کنیم، چرا که این حسگر‌ها برای پردازش الکترونیک پیشرفته گوشی‌های موبایل طراحی شده‌اند. این نیاز به طراحی الکترونیک در سطح بالا و مهندسی میکرو داشت.»

پتانسیل گسترده‌تر برای تحقیقات فیزیک

این فناوری نوآورانه برای مشاهده تغییرات ریز ناشی از گرانش در یک پرتو ضد هیدروژن که به‌صورت افقی حرکت می‌کند، تغییر بازی را ایجاد می‌کند و می‌تواند کاربرد‌های گسترده‌تری در آزمایشاتی که دقت بالای موقعیت ضروری است یا برای توسعه ردیاب‌های با وضوح بالا پیدا کند. به گفته دکتر روگر کاراوِیتا، سخنگوی آزمایش AEgIS: «این دقت فوق‌العاده همچنین به ما این امکان را می‌دهد که بین قطعات مختلف انهدام تمایز قائل شویم و راه را برای تحقیقات جدید در زمینه انهدام ضد ذرات با انرژی پایین در مواد باز کنیم.»

این تحقیق که توسط گروه تحقیقاتی AEgIS انجام شده است، چشم‌انداز جدیدی برای بررسی رفتار ضد ماده تحت تأثیر گرانش گشوده و پتانسیل‌هایی را برای سایر شاخه‌های فیزیک ارائه می‌دهد.

انتهای پیام/