这是一个陷阱!(针对反物质。)本周,研究人员在《自然》杂志上报道称,他们已经成功地在实验室里捕获了反物质原子,并使其保持了大约六分之一秒——这在粒子物理学中堪称永恒。能够捕获这些原子意味着科学家们很快就能直接研究它们,或许还能回答宇宙的一个基本问题:为什么大爆炸后存在的物质和反物质没有完全湮灭,留下一个没有物质的宇宙?杰弗里·汉斯特(Jeffery Hangst)领导了欧洲核子研究中心(CERN)的ALPHA合作项目研究团队。
由于相互湮灭的问题,这并不容易。汉斯特说,第一个诀窍是在超低温真空环境中结合粒子——低于0.5开尔文,或-458.8华氏度。这样,粒子就不会立即逃逸并消失。第二个诀窍是建造一个磁力陷阱来帮助约束粒子,使它们不会立即衰变。还有第三个诀窍:设计一个能够验证原子确实存在的系统。“你必须有一个陷阱,你必须处于低温状态,你必须能够检测到你已经完成了这项工作,”汉斯特说。[MSNBC]
通过合并反质子(质子的反物质
版本)和正电子(奇特的电子),汉斯特的团队创造了数十万个反氢原子,其中他们成功捕获了总共38个,持续了不到一秒钟。如果科学家们能够延长这个时间,劳伦斯伯克利国家实验室
的物理学家乔尔·法扬斯(Joel Fajans)说,他们就可以开始研究反物质,弄清楚它与普通物质的“个性”有何不同,以及为什么我们生活在一个以物质而非其对立面为主导的宇宙中。
“反物质似乎已经消失了,”法扬斯说,“没人知道为什么。这是大爆炸的一个基本之谜,现在我们知道如何储存它了,我们很快就会有足够多的反物质原子,能够手持足够长的时间来研究诸如它在真实引力下的行为、它在宇宙演化中的根本作用是什么,以及当我们用激光束激发它时它的行为如何等问题。” [旧金山纪事报]
事实上,一个全新的实验途径并非天天都有,其他反氢实验也在欧洲核子研究中心(CERN)
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进行。“这非常令人兴奋,因为现在我们可以对反氢进行任何人过去对氢进行过的任何实验,”汉斯特说。“有100多年原子物理学的知识,我们可以学会如何用反原子再次进行研究。” [科学新闻]
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图片:CERN(ALPHA陷阱的金电极)














