美國的物理學家首次設法衡量吸引的力量反物質彼此的顆粒。而且,令人驚訝的是,它與將常規物質的吸引力沒有什麼不同。
結果使我們更近一步了解我們宇宙中最大的奧秘之一:為什麼比反物質要多得多,這表明這種不平衡並不是反對粒子無法“粘在一起”的結果。
對於每個存在的粒子 - 電子,質子,夸克 - 都有一個相等和相反的反粒子,其具有相反的電荷和自旋,這些反顆粒構成所謂的反物質。當宇宙形成時,物理學家認為,相等數量的反物質和物質是生產的,但是今天很難找到任何天然發生的反物質左邊。
這是一件好事,因為當反物質和物質相互作用時,它們會互相殲滅,因此,如果有更多的反物質要與之抗衡,我們可能不會在這裡。但這也令人困惑,因為物理學家無法弄清為什麼所有反物質(但不是規律的)都消失了。
幾十年來,科學家一直在努力理解反粒子的行為,這本身就是一個挑戰。因為到處都有很多規律的事情,所以反物質很快就被摧毀了。到目前為止,物理學家一次僅限於創建一些抗氫原子。
但是現在,美國萊斯大學的一支團隊通過將重金離子粉碎在一起,設法創造了反蛋糕,並弄清楚瞭如何衡量第一次吸引抗毒劑的力量。
為此,他們測量了散射長度 - 這是粒子在從源到目的地的行進過程中偏離的程度 - 以及兩個抗蛋白酶之間的相互作用的有效範圍,這是抗抗原子在開始互相影響(例如磁鐵)之前必須靠近抗抑製劑。
一旦團隊進行了這些測量,他們就可以比較抗蛋白酶和常規質子之間的吸引力。 “這是關於物質和反物質相互作用的微妙差異,”弗蘭克·蓋爾特(Frank Geurts)說,賴斯大學的主要研究人員之一。
他們的結果表明,有趣的是,吸引力實際上並沒有那麼不同。這排除了一些主要的假設,即整個宇宙中兩種物質的失衡。
“可能是反物質沒有與物質相同的吸引力,並且可以解釋這些差異在最初的部分中如何大霹靂,可能導致反物質沒有像事物一樣在恆星和行星的形狀中倖存下來,”蓋爾斯說。
他補充說:“這是這項研究有用的地方。兩個反物質顆粒之間的相互作用與物質粒子非常相似。這可能不會給我們解決更大問題的解決方案,但我們絕對可以刪除一種選擇。”
對於那些在家中玩耍的人,抗蛋白酶的散射長度為7.41 femtometers,有效範圍為2.14 fermetters,幾乎與質子對應物相同。為了透視這些測量值的精確性,符號計為納米表的千萬米(米三分之一)。
“這一發現並不奇怪,”said Kefeng Xin,一名博士生進行了大多數計算。 “幾十年來,我們一直在研究核(構成原子核的顆粒)之間的相互作用,並且我們一直認為反物質顆粒之間的力與物質相同。但這是我們第一次能夠量化它。”
因此,既然我們知道反顆粒被吸引到彼此的吸引力和常規粒子一樣多,並且宇宙中的失衡不是某種無法將某種綁定在一起的結果,那麼還有什麼可以解釋宇宙中缺乏反物質的原因?答案不是那麼簡單,正如英國廣播公司(BBC)所解釋的那樣:
“例如,中微子(宇宙的另一個基本基礎)可能是他們自己的反粒子。差異中微子在大爆炸之後相互作用的顆粒可能導致過多的物質,從而使我們的宇宙存在。 ”
我們還有很長的路要走,確切地知道發生了什麼事,以擺脫宇宙的大部分反物質,但是每當我們找到有關這些神秘粒子的更多信息時,它都會使我們更近一步。我們等不及要了解更多。