Ny forskning av ett team från Aarhus, Swansea, och Purdue Universities har gjort det möjligt för de senaste experimenten att göra den första mätningen av 1S – 2S atomtillståndsövergången i antiväte.

I tidningen, publiceras i Journal of Physics B:Atomic, Molekylär och optisk fysik , ett teoretiskt tillvägagångssätt har utvecklats för ALPHA-experimentet vid CERN, och ger den insikt som behövs för att göra spektroskopiska mätningar med hög precision av övergångsenergin mellan 1S- och 2S-energinivåerna.

Som ett resultat, framgångsrika mätningar har nu gjorts med en precision på bättre än en del på en miljard.

Enligt huvudförfattaren Dr Chris Rasmussen:"De beräkningar som presenteras här möjliggjorde den första observationen av 1S-2S-övergången i antiväte av ALPHA-samarbetet, som har varit ett länge eftersträvat mål för antimateriagemenskapen."

Forskningen presenterad av Dr Rasmussen, Professor Niels Madsen, och professor Francis Robicheaux, visar också vägen framåt för ännu högre precisionsmätningar av antivätes egenskaper.

Det fysiska arrangemanget för experimenten är mycket komplext, och än så länge kan bara en handfull antiatomer fångas åt gången – vanligtvis färre än 20. Detta innebär att noggrann hänsyn måste tas till villkoren för varje mätning, för att säkerställa att önskad hög precision kan uppnås.

Författarna utförde en serie beräkningar och simuleringar för att fastställa en genomförbar experimentell metod för precisionsmätningar, med tanke på både detaljerna i apparaten och det låga antalet tillgängliga antiatomer för experimentet.

Antiväteforskning har pågått i många år, men det är först nyligen som neutralt antiväte har kunnat fångas för användning i spektroskopi. Ett av de slutgiltiga målen med denna forskning är att göra högprecisionstester av CPT-invarians genom att jämföra energinivåstrukturen hos antiväte med dess materiamotsvarighet – väte.

Detta blir sedan ett strikt test av vår förståelse av hur universum kom till i sitt nuvarande tillstånd, såväl som av de grundläggande reglerna för naturen. Aktuella data för vätgasräckvidden och noggrannheten för några delar i 10 ^-15 , och framtida antivätemätningar syftar till att matcha detta.

Professor Madsen sa:"Dessa mätningar syftar i slutändan till att jämföra väte och antiväte på nivån av den spektakulära detalj som väte har undersökts, för att hjälpa till att svara på varför universum dyker upp, oväntat, att vara utan antimateria."