網(wǎng)易科技訊8月29日消息,瑞士歐洲核子研究組織(CERN)實(shí)驗(yàn)室的一項(xiàng)創(chuàng)新激光實(shí)驗(yàn)讓物理學(xué)家更進(jìn)一步了解到神秘的反物質(zhì)。
反物質(zhì)粒子具有與正常物質(zhì)粒子相反的電荷。 當(dāng)物質(zhì)和反物質(zhì)的粒子相遇時(shí),它們會(huì)相互湮滅。 然而,有趣的是,反物質(zhì)的行為卻是類似于普通物質(zhì)的。
在一項(xiàng)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(zhì)和反物質(zhì)之間的差異。
由反質(zhì)子和正電子(電子的反物質(zhì)對(duì)應(yīng)物)組成的反氫原子是氫原子的反物質(zhì)形式。根據(jù)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(zhì)子減速器,將反質(zhì)子與正電子結(jié)合形成反氫原子。
然后,研究人員在真空中捕獲了數(shù)百個(gè)反氫原子,并使用激光脈沖激發(fā)原子,促使它們跳入更高的能量狀態(tài)。測(cè)量這種變化,稱為L(zhǎng)yman-alpha轉(zhuǎn)換(Lyman-alpha transition),這是一種常用于天文學(xué)研究暗能量的方法。暗能量是看不見(jiàn)但在宇宙中存量極大的的力量,占宇宙總能量的68%左右。
當(dāng)反氫原子回落到較低能態(tài)時(shí),它們會(huì)釋放出光子。根據(jù)8月22日發(fā)表在《自然》雜志上的研究,研究人員測(cè)量了這些光子,發(fā)現(xiàn)這些光子顯示反氫排放與正常氫原子的相同。
該實(shí)驗(yàn)的首席研究員,英屬哥倫比亞大學(xué)的物理學(xué)家Takamasa Momose說(shuō)道:“Lyman-alpha轉(zhuǎn)換是常規(guī)氫原子中最基本,最重要的轉(zhuǎn)換,而在反氫中捕獲相同的轉(zhuǎn)換現(xiàn)象則開(kāi)辟了反物質(zhì)科學(xué)的新時(shí)代!”
雖然這項(xiàng)研究沒(méi)有揭示物質(zhì)和反物質(zhì)的性質(zhì)差異,但這項(xiàng)工作仍然有用:研究人員計(jì)劃用這種方法來(lái)冷卻反氫。這將極大地提高反物質(zhì)實(shí)驗(yàn)的測(cè)量精度。另外,研究人員也計(jì)劃使用這種方法來(lái)測(cè)試反物質(zhì)和重力之間如何相互作用。
CERN ALPHA反氫研究合作的發(fā)言人Makoto Fujiwara在聲明中說(shuō):“這讓我們向解答物理學(xué)中的一些重要問(wèn)題又邁進(jìn)了一步。在過(guò)去的幾十年里,科學(xué)家們已經(jīng)能夠利用光學(xué)技術(shù)和激光冷卻技術(shù)徹底改變?cè)游锢韺W(xué)。有了CERN的這一發(fā)現(xiàn),我們可以開(kāi)始應(yīng)用相同的工具來(lái)探測(cè)反物質(zhì)的奧秘了
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