
科學家設計了一種新的冷卻反物質的方法,以使其比以往任何時候都更容易進行實驗。
這項新技術可以幫助研究人員探究反物質的奧秘,包括為什麼與宇宙中的物質相比如此罕見。
每個物質粒子都有一個反物質伴侶粒子具有相反的電荷 - 例如,電子的反物質對應物是一個正電子。當物質和反物質相遇時,他們會互相消滅。
新技術集中在抗氫原子上,抗氫原子包含一個正電子和一個抗蛋白質(常規氫包含一個電子和一個質子)。這抗氫原子的首次實驗剛剛演出。 [古怪物理:自然界中最酷的小顆粒這是給出的
阿拉巴馬州奧本大學的物理學家弗朗西斯·羅比奇(Francis Robicheaux)在一份聲明中說:“抗氫實驗的最終目標是將其特性與氫的特性進行比較。” “較冷的抗氫將是實現這一目標的重要一步。”
這是因為抗氫原子通常相對較熱且能量,在測量時會扭曲其性質。
Robicheaux是一篇論文的合著者,該論文描述了今天發表的新的冷卻方法(1月6日)在《物理學雜誌》 B:原子,分子和光學物理學上。
新技術依靠使用精確的激光束來“踢”抗氫原子,從中敲出一點能量並將其冷卻。該過程應該能夠將抗氫原子冷卻至溫度,比以往任何時候都要冷25倍。
Robicheaux說:“通過減少抗氧氣能量,應該可以對其所有參數進行更精確的測量。” “我們提出的方法可以將被困抗氫的平均能量減少超過10倍以上。”
但是要冷卻反物質,科學家必須首先將其捕獲。這很困難,因為如果反物質顆粒觸摸了物質製成的牆壁,它們將被破壞。因此,研究人員使用複雜的磁場系統包含反物質。
除了使抗氧氣更容易學習外,新的冷卻技術還可以使其在陷阱中持續更長的時間。 2011年,歐洲物理實驗室的科學家CERN被困的反物質長達16分鐘,設置記錄。
Robicheaux說:“無論過程是什麼,移動速度較慢,並且更深深地捕獲,抗濕生基質都應降低損失率。”
研究人員還沒有在實際的反物質原子上嘗試過新的策略,但是他們使用計算機模擬表明這是可能的。他們的計算表明,顆粒可以冷卻至20毫米左右。相比之下,大多數被困的抗氫原子的溫度高達500毫米。
Robicheaux說:“在特定波長處進行必要的激光量並不是一件容易的事。” “即使在發光之後,也很難將其與抗氧捕獲實驗相結合。通過進行計算,我們已經表明這項工作值得。”
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