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在2018年7月的一個(gè)多星期多的時(shí)間里，歐洲核子研究中心（CERN）的一組物理學(xué)家嘗試了一種新技術(shù)來(lái)減緩以飛快的速度滑落的反物質(zhì)粒子。在為期10天的觀察中，這是國(guó)際合作組織ALPHA十年發(fā)展的高潮，該合作監(jiān)督了高功率激光器的設(shè)計(jì)和建造。物理學(xué)家今天宣布，他們的激光可以極大地減慢反物質(zhì)的速度，使其溫度接近絕對(duì)零。

該小組的研究成果發(fā)表在今天的《自然》雜志上。減慢反物質(zhì)的速度對(duì)于更好地理解控制普通物質(zhì)的規(guī)律在處理其逆過(guò)程中的不同行為至關(guān)重要。反物質(zhì)是物質(zhì)的一面鏡子；同樣的粒子，但電荷相反。普通物質(zhì)的電子帶負(fù)電荷；反物質(zhì)的正電子帶正電荷。然后，您將獲得帶正電的質(zhì)子和帶負(fù)電的反質(zhì)子，依此類推。反物質(zhì)和物質(zhì)在接觸時(shí)會(huì)相互消滅，但值得慶幸的是，歐洲核子研究中心產(chǎn)生的微量反物質(zhì)對(duì)我們沒(méi)有構(gòu)成威脅。

在我們了解反物質(zhì)的93年里，我們對(duì)這種物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ辛撕艽蟮奶岣摺，F(xiàn)在正處于第二階段，ALPHA項(xiàng)目修補(bǔ)了反氫原子，正電子繞著反質(zhì)子運(yùn)行，就像電子繞著普通氫中的質(zhì)子運(yùn)行一樣。2011年首次捕獲的反氫是此類實(shí)驗(yàn)的主要候選物，因?yàn)樗亲詈?jiǎn)單的反原子。

減緩反原子的運(yùn)動(dòng)，可以使我們對(duì)其性能進(jìn)行更精確地測(cè)量?！霸谌粘Ｉ钪?，您可以想象快移動(dòng)的事物比慢移動(dòng)的事物更難觀察?！?加拿大的TRIUMF粒子加速器小組的粒子物理學(xué)家藤原誠(chéng)（Makoto Fujiwara）在視頻通話中說(shuō)，“同樣的事情在量子物理學(xué)中也會(huì)發(fā)生……。您必須觀察特定屬性的時(shí)間越多，您的測(cè)量就越精確?！?/p>

藤原誠(chéng)說(shuō)，被捕獲后，反氫的運(yùn)動(dòng)速度就可以與最高時(shí)速的蘭博基尼·加拉多（Lamborghini Gallardo）相提并論，時(shí)速僅超過(guò)360公里。物理學(xué)家用激光束發(fā)射的光子或輕粒子轟擊反原子。

“一旦光子擊中原子，它就會(huì)激發(fā)原子，但它也會(huì)改變?cè)拥倪\(yùn)動(dòng)，”該項(xiàng)目的原子分子分光學(xué)家塔卡馬薩·莫莫斯（Takamasa Momose）在一次視頻通話中說(shuō)，“我們所做的是控制光線，只激發(fā)接近光子的原子，并使它們減速?！彼R薩·莫莫斯（Takamasa Momose）是實(shí)驗(yàn)用激光器的制造者。

研究人員使用了稱為激光冷卻的轟擊技術(shù)，將反原子速度減慢了一個(gè)數(shù)量級(jí)，使其達(dá)到了獵豹的速度，從而降低了它們的溫度。亞原子光子基本上是該激光槍的彈藥，而反原子是目標(biāo)。

在如此寒冷的環(huán)境下，更容易評(píng)估粒子的行為。更好地理解這種行為可以讓我們深入了解宇宙中所有的反物質(zhì)發(fā)生了什么，這是粒子物理學(xué)中一個(gè)長(zhǎng)期存在的問(wèn)題。宇宙中物質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于反物質(zhì)的不對(duì)稱性，這一問(wèn)題的關(guān)鍵在于理解越來(lái)越大的反物質(zhì)結(jié)構(gòu)與它們的普通物質(zhì)結(jié)構(gòu)相比是如何工作的。

在眾所周知的道路上走下去（考慮到物理學(xué)家可以沿著不同的路徑走下去，這更像是高速公路的交匯處），藤原和莫莫斯為進(jìn)一步探索反物質(zhì)抱有一系列希望。這里有反物質(zhì)分子的問(wèn)題，以及它們?nèi)绾闻c我們?nèi)粘Ｉ钪锌吹降姆肿酉啾取?HAICU項(xiàng)目是加拿大與歐洲核子研究組織（CERN）的一項(xiàng)加拿大合作，計(jì)劃于2027年至2036年之間的某個(gè)時(shí)間開(kāi)始。該項(xiàng)目的目的是建造一個(gè)反原子噴井，研究小組將用這個(gè)噴泉將成群的反原子拋入自由空間，并觀察它們?nèi)绾蔚袈洹?/p>

HAICU之前的項(xiàng)目是歐洲核子研究組織（CERN）正在進(jìn)行的一項(xiàng)旨在測(cè)量引力對(duì)反物質(zhì)影響的項(xiàng)目，稱為Alpha-g?！拔覀円龅氖墙o一個(gè)反氫原子充電，看它如何掉下來(lái)，看它是否與正常物質(zhì)完全一樣。” 藤原說(shuō)，“如果原子很熱，它們移動(dòng)得很快，那么當(dāng)您釋放它們時(shí)，它們無(wú)處不在。我們看不到引力在做什么，但是，如果您使反氫原子運(yùn)動(dòng)變得很慢，它們對(duì)重力的反應(yīng)就會(huì)更加敏感?！?/p>

研究人員希望有關(guān)宇宙特性的問(wèn)題能夠最終得到解答。反物質(zhì)是無(wú)害的，因?yàn)樗暮亢苌?。不過(guò)，當(dāng)這種結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜時(shí)，事情可能會(huì)變得非常有趣——想象一下整個(gè)反物質(zhì)分子。不過(guò)，首先要做的是：讓我們掌握一下他們的物理知識(shí)。