瑞士歐洲核子研究組織(CERN)實驗室的一項創(chuàng)新激光實驗讓物理學(xué)家更進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,它們會相互湮滅,。 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),。測量這種變化,稱為Lyman-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,,它們會釋放出光子。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。 該實驗的首席研究員,,英屬哥倫比亞大學(xué)的物理學(xué)家Takamasa Momose說道:“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)象則開辟了反物質(zhì)科學(xué)的新時代,!” 雖然這項研究沒有揭示物質(zhì)和反物質(zhì)的性質(zhì)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(zhì)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(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:“這讓我們向解答物理學(xué)中的一些重要問題又邁進了一步,。 在過去的幾十年里,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)徹底改變原子物理學(xué),。有了CERN的這一發(fā)現(xiàn),,我們可以開始應(yīng)用相同的工具來探測反物質(zhì)的奧秘了!” |
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