反氫激光揭示反物質的新奧秘

　　2018-08-29 21:40:56　來源: 網易科技報道


　　

　　網易科技訊8月29日消息，瑞士歐洲核子研究組織（CERN）實驗室的一項創新激光實驗讓物理學家更進一步了解到神秘的反物質。

　　反物質粒子具有與正常物質粒子相反的電荷。 當物質和反物質的粒子相遇時，它們會相互湮滅。 然而，有趣的是，反物質的行為卻是類似於普通物質的。

　　在一項新研究中，歐洲核子研究組織的研究人員研究了反氫原子，以更深入地了解物質和反物質之間的差異。

　　由反質子和正電子（電子的反物質對應物）組成的反氫原子是氫原子的反物質形式。根據歐洲核子研究中心的一份聲明，研究人員使用歐洲核子研究中心的ALPHA（反氫激光物理儀器）儀器的反質子減速器，將反質子與正電子結合形成反氫原子。

　　然後，研究人員在真空中捕獲了數百個反氫原子，並使用激光脈衝激發原子，促使它們跳入更高的能量狀態。測量這種變化，稱為Lyman-alpha轉換（Lyman-alpha transition），這是一種常用於天文學研究暗能量的方法。暗能量是看不見但在宇宙中存量極大的的力量，占宇宙總能量的68％左右。

　　當反氫原子回落到較低能態時，它們會釋放出光子。根據8月22日發表在《自然》雜誌上的研究，研究人員測量了這些光子，發現這些光子顯示反氫排放與正常氫原子的相同。

　　該實驗的首席研究員，英屬哥倫比亞大學的物理學家Takamasa Momose說道：「Lyman-alpha轉換是常規氫原子中最基本，最重要的轉換，而在反氫中捕獲相同的轉換現象則開闢了反物質科學的新時代！」

　　雖然這項研究沒有揭示物質和反物質的性質差異，但這項工作仍然有用：研究人員計劃用這種方法來冷卻反氫。這將極大地提高反物質實驗的測量精度。另外，研究人員也計劃使用這種方法來測試反物質和重力之間如何相互作用。

　　CERN ALPHA反氫研究合作的發言人Makoto Fujiwara在聲明中說：「這讓我們向解答物理學中的一些重要問題又邁進了一步。在過去的幾十年裡，科學家們已經能夠利用光學技術和激光冷卻技術徹底改變原子物理學。有了CERN的這一發現，我們可以開始應用相同的工具來探測反物質的奧秘了！」