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標志著人類向超敏測量反物質行為并了解其“最終奧秘”邁近了重要一步

2018-04-13 17:39:57 optima01 37

英國《自然》雜志近日發(fā)表一項粒子物理學研究成果:歐洲核子研究中心(CERN)科學家完成了到目前為止對反物質的最精準光譜測量。此次測量結果不僅證明了反原子光譜學的能力,也將反物質的高精度檢測向前推進了一大步。


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  當代物理學家們面臨的一個巨大挑戰(zhàn),就是解釋為何是物質而不是反物質在宇宙大爆炸中“幸存”了下來。因為根據(jù)經典模型的預測,在大爆炸發(fā)生后,原本存在等量的物質和反物質,但現(xiàn)在,宇宙幾乎全部是由物質構成的。鑒于此,獲取反物質并了解其特性,被認為具有極其重要的意義。

  在光譜學領域,科學家會通過激光激發(fā)原子,檢查其如何吸收或散發(fā)光來確定原子躍遷的特性。雖然同樣的技術也可用于研究反原子,但是反物質非常難以生成和捕捉,一旦與物質接觸就會湮滅,因此也難以測量它的特性。

  2017年年底,歐核中心的ALPHA合作組在《自然》雜志上發(fā)文,報告了對激光驅動的反氫1S—2S躍遷(從基態(tài)到激發(fā)態(tài))的實驗性觀測,這是人類首次對反物質原子進行光譜測量。而今,合作組與丹麥奧胡斯大學物理學家杰弗里·漢格斯特及其同事,詳細表述了該躍遷的其中一個超精細組分的特征。

  研究團隊此次分析測量了約15000個反氫原子,這些原子被磁囚禁在一個長280毫米、直徑44毫米的圓柱體內。研究人員進行了為期10周的測量,最終發(fā)現(xiàn):反氫躍遷的共振頻率與氫1S—2S躍遷的預期頻率一致,其測量精度達萬億分之二。

  這是有史以來對反物質進行的最精準的一次光譜檢測,標志著人類向超敏測量反物質行為并了解其“最終奧秘”邁近了重要一步。

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