物质和反物质之间有何区别?科学家做了这项实验

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2018-10-05

核心提示:图中是欧洲核子研究中心反氢激光物理仪器(ALPHA),该仪器将反质子和正电子(电子的反物质对应物)结合在一起,形成一个反氢原子新浪科技讯北京时间10月5日消息,据国外媒体报道,此前不管科学家进行怎样的测试,反物质的行为就像普通物质一样。

在一项最新研究中,物理学家试图找到物质和反物质之间的区别,令人感到困惑的是,反物质也是一种物质,但它具有相反电荷和其它差异性特征,它们就像一个“双面恶魔”。

图中是欧洲核子研究中心反氢激光物理仪器(ALPHA),该仪器将反质子和正电子(电子的反物质对应物)结合在一起,形成一个反氢原子新浪科技讯北京时间10月5日消息,据国外媒体报道,此前不管科学家进行怎样的测试,反物质的行为就像普通物质一样。 在一项最新研究中,物理学家试图找到物质和反物质之间的区别,令人感到困惑的是,反物质也是一种物质,但它具有相反电荷和其它差异性特征,它们就像一个双面恶魔。 然而令科学家不解的是宇宙中为什么会物质多于反物质?其原因并不清楚。 物理学家在研究反物质版本的氢(被称为反氢)时并未发现特殊差异,但是他们已经证实比之前更好研究反物质的一种方法。

物理学家将宇宙中的物质以几种方式进行分类区别,其中最令非物理学家感兴趣的是正常物质与反物质之间的对比。 每个粒子都有一个质量相同但电荷相反的反粒子,就像它们的镜像一样。

在宇宙大爆炸之后,应当存在等量的物质和反物质粒子,当两者相遇,它们将湮灭成为能量,导致一些所谓宇宙不应当存的观点出现。

但是出于某种原因,构成你、我、地球、太阳以及我们现实中所看到的任何事物,基本上都是普通物质。

依据欧洲核子研究中心(CERN)数据表明,宇宙中每10亿个粒子仅有1个是反物质粒子。 欧洲核子研究中心物理学家古恩·卡特里(GunnKhatri)说:反物质物理研究团体正在试图找到物质-反物质在不同领域的差异,实验实现的每一个进步环节都让我们更接近回答一个问题为什么反物质数量比普通物质更少?科学家希望理解反物质在欧洲核子研究中心一种叫做反质子减速器工具的应用状况,该设备制造并减缓质子的反物质对应物。

反氢激光物理仪器(ALPHA)将这些反质子和正电子(电子的反物质对应物)结合在一起,形成一个反氢原子。

一旦研究人员捕获反氢原子,他们就会像研究普通原子一样探测它们。

在每一轮实验中,反氢激光物理仪器科学家使用激光脉冲发射500个反氢原子,导致原子的电荷跃迁至更高的能量状态。 之后电荷回落,反氢原子释放出具有波长特征的光子,这就是著名的莱曼-阿尔法跃迁(Lyman-alphatransition),天文学领域经常使用该理论研究遥远天体目标。

依据发表在《自然》杂志上的研究报告,研究人员测量了释放的光子,它们基本上与普通氢原子的波长相同。 在这一点上,研究人员继续观察这些属性,希望发现看似相近的物质与反物质之间存在的差异。 但是这项实验有第二个重要应用,欧洲核子研究中心反氢激光物理仪器发言人杰弗瑞·汉格斯特(JeffreyHangst)说:我们希望使用这项实验进行激光反氢原子冷却,这是首次在实验中证实新型激光冷却方法是可行的。

物理学家使用激光捕获和冷却原子,使其温度接近绝对零度。 该项研究报告指出,观察电子跃迁至一个能量等级,并在反氢原子的激光脉冲下释放光子是决定性的技术步骤。 这表明科学家可能很快就能利用激光冷却反物质原子,这将使他们能够执行更精确的测量。 比如:反氢激光物理仪器(ALPHA),将很快实现设备升级,允许反氢原子能量等级降低,在该过程中观察是否它们与重力作用发生交互,而不是与氢原子。

这将是另一项重要的测试。 (叶倾城)(更多资讯请访问天津在线:)。