Morgunblaðið - 27.07.1986, Page 59

MORGUNBLAÐIÐ; SUNNUDAGUR’27-' JÚLÍ 1986
59
VISINDI/ SVERRIR ÓLAFSSON
Andvetni í CERN
Allt venjulegt efni er samsett
úr atómum sem sjálf samanstanda
af enn smærri eindum er nefnast
róteindir, nifteindir og rafeindir.
Kjami atómsins samanstendur af
jákvætt hlöðnum róteindum og
óhlöðnum nifteindum, en í rúminu
umhverfis atómkjamann hreyfast
neikvætt hlaðnar rafeindir.
Talið er að sérhver eind eigi
sér andeind, sem hefur sama
massa og eindin sjálf og sömu
hleðslu með öfugu formerki. Ef
eindir og andeindir þeirra koma
saman geta þær tortímt hvor ann-
arri þannig að efnisorka þeirra
ummyndast í geislun. Dæmi um
þetta em rafeindir og andeindir
þeirra sem nefnast jáeindir. Ef
eindir þessar rekast saman, „leys-
ast þær upp“ og efnisorka þeirra
ummyndast í rafsegulgeislun.
Alitið er að ekkert andefni sé
fyrir hendi í sólkerfi okkar og
jafnvel hvergi í alheiminum. And-
eindir verða þó iðulega til í
háorkuferlum kjamahraðla, en
þær lifa venjulega í mjög stuttan
tíma eða finna aðrar eindir sem
þær leysast upp með og mynda
geislun.
Nýlega sögðu eðlisfræðingar
frá háskólunum í Heildelberg og
Karlsruhe og evrópsku kjarneðlis-
fræðistofnunni CERN við Genf frá
áformum sínum um að búa til
andvetni, þ.e. atóm þar sem kjam-
inn samanstendur af andróteind-
um en atómholid af jáeindum. Við
CERN eru nú þegar starfræktar
kjamahraðlar sem framleiða og
geyma róteindir í miklu magni.
Einn þessara hraðla er LEAR
(Low Energy Antiproton Ring)
sem notaður er til að geyma and-
róterindir sem „hringsóla“ á
lokaðri braut og á tiltölulega iágu
orkustigi.
Helmut Poth, sem er forsvars-
maður hópsins, sagði að hug-
myndin væri sú að nota
andróteindir úr LEAR til að búa
til andvetni. Nauðsynlegt er að
andróteindir hitti jáeindir sem þær
geta hrifsað til sín og myndað á
þann hátt andvetni ásamt geislun
sem losnar úr læðingi þegar eind-
imar bindast. Ferill þessi nefnist
ljósgleypni og er frekar sjaldgæf-
ur, en reikningar benda til að
undir þeim kringumstæðum sem
ríkja í LEAR verði einungis til
einn andvetnisatóm á nokkurra
mínútna fresti.
Poth og samstarfsmenn hans
hafa stungið upp á nýrri aðferð
til að auka myndunarhraða and-
vetnisins, en hugmyndin er sú að
nota leysiljós sem býr yfir sömu
bylgjulengd og það ljós sem losn-
Tölvuteikning af líkindadreif-
ingu rafeinda við myndun
vetnis. Myndin er gerð af John
Risley og félögum við ríkis-
háskólann í North Carolina, en
þeir framleiddu vetni með því
að skjóta róteindum sem orðið
höfðu fyrir 200.000 volta hröð-
un inn í hóif sem innihélt
helíum. Róteindirnar geta tekið
til sín rafeindir frá helíum-
atómum og myndað með þeim
vetnisatóm.
Andróteindir hringsóla í segulhring LEAR. Á einum stað i hringn-
um eru rafeindir notaðar til að kæla andrótaeindargeislann sem
á öðrum stað blandast jáeindageisla. Leysigeisli er notaður til
að örva myndun andvetnis.
ar úr læðingi við áðumefnda
geislagleypni. Áætunin er að
beina leysigeislanum samhliða en
í andstæða átt við hreyfistefnu já-
og andróteindageislans. Sam-
kvæmt útreikningum mun leysi-
örvun þessi stórauka ljósgleypni-
ferilinn og búast má við því að
eitt andvetnisatmóm verði til á
einnar sekúndu fresti (að meðal-
tali).
Myndin sýnir segulspólu úr segulhring sem notaður er til að geyma róteindir og andróteindir.
Til þess að geislagleypni geti
átt sér stað þegar andróteinda-
geisli hittir jáeindageisla er
nauðsynlegt að geislamir séu
sterkir (þ.e. margar eindir á rúm-
málseiningu), að þeir skarist og
að þeir ferðist með sama hraða.
Til þess að skapa þessar aðstæður
er nauðsynlegt að s.k. „geislakæl-
ing“ eigi sér stað, en tilgangur
hennar er að þjappa eindageislan-
um saman. Áætlað er að notuð
verði aðferð er nefnist „rafeinda-
kæling“, en hún verður tekin í
notkun vió LEAR í upphafi næsta
árs. Aðferðin byggist á því að
leiða saman „hraðadreifðan" (þ.e.
heitan) andróteindageisla og sam-
anþjappaðan (þ.e. kaldan) raf-
eindageisla, sem þó búa yfir sama
meðalhraða. Árekstrar á milli
eindanna í geislanum draga úr
hraðadreifingu andróteindageisl-
ans, en sagt er að geislinn kólni.
Jáeindageislinn þarfnast sam-
svarandi kælingar því nauðsyn-
legt er að leiða saman tvo
jafnkalda geisla andróteinda og
jáeinda.
Fyrsta skref Poths og félaga
er að reyna nýju aðferðina til að
búa til vetnisatóm og nota þá ein-
ungis róteindir og rafeindir. Ef
það gengur vel ætti ekkert sð
vera því til fyrirstöðu að hægt
verði (einhvem tíma á næsta ári)
að búa til „heimsins fyrsta and-
vetnisatóm"!
hefst á
morgun
Ping Pong
Reykjavík, Akureyri,
s. 28499, 26565.