@ 2018.09.06 , 12:00

朝着“用激光来冷却反物质”这一目标迈出了关键性的一步

我们甚至还没有完全搞清楚反物质到底是什么,科学家们就已经准备好摆弄他们了。

欧洲核子研究组织(CERN)的物理学家朝着用激光器冷却反物质的方向迈出了坚实的一步,这一里程碑成就可以帮助我们解开许多谜团。

他们上周三在Nature上发表了他们的论文。

反物质基本上就是与“正常”物质相反的物质。质子具有正电荷,但反质子具有相同的质量和负电荷。

电子及其相应的反粒子——正电子也是一样,唯一的区别就在于它们的电性(电子为负,正电子为正)。

当粒子接触到它的反物质等价物时,两者相互湮灭。

从理论上讲,宇宙大爆炸应该产生相同数量的粒子和反粒子,在那种情况下,物质会湮灭成能量。

但事实并非如此——宇宙似乎更偏爱正常物质。

研究人员也不知道为什么会这样,并且因为很难在正常物质的宇宙中研究反物质——它们瞬间就湮灭了,所以他们还没有太多的线索。

这就是为什么CERN的研究人员试图冷却反物质的原因,这样他们就可以获得更好的观测条件。

研究人员使用一种名为反氢激光物理仪器(ALPHA)的工具,将反质子与正电子相结合,形成反氢原子。

朝着“用激光来冷却反物质”这一目标迈出了关键性的一步

然后,他们在真空中借助磁性装置捕获数百个这种原子,并用激光脉冲照射它们。这导致反氢原子经历被称为莱曼-αLyman-alpha转变的过程。

“Lyman-alpha转换是常规氢原子中最基本,最重要的相变迁跃过程,并且在反氢中观察到相同的现象,开辟了反物质科学的新时代。”研究人员之一Takamasa Momose在大学新闻发布会上说。

根据Momose的说法,这种迁跃是冷却反氢至关重要的一步。

研究人员长期以来一直使用激光来冷却其他原子,使它们更容易被研究。如果我们可以对反物质原子做同样的事情,我们就能更好地研究它们。

科学家们可以进行更准确的测量,他们甚至可以解决另一个长期未解决的谜团:弄清楚反物质如何与引力相互作用。

目前,该团队计划继续努力实现冷却反物质的目标。如果他们取得了成功,他们或许能够揭开反物质的神秘面纱,找到至关重要的宇宙起源的答案。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


支付宝打赏 [x]
您的大名: 打赏金额:

赞一个 (3)