
科学家设计了一种新的冷却反物质的方法,以使其比以往任何时候都更容易进行实验。
这项新技术可以帮助研究人员探究反物质的奥秘,包括为什么与宇宙中的物质相比如此罕见。
每个物质粒子都有一个反物质伴侣粒子具有相反的电荷 - 例如,电子的反物质对应物是一个正电子。当物质和反物质相遇时,他们会互相消灭。
新技术集中在抗氢原子上,抗氢原子包含一个正电子和一个抗蛋白质(常规氢包含一个电子和一个质子)。这抗氢原子的首次实验刚刚演出。 [古怪物理:自然界中最酷的小颗粒这是给出的
阿拉巴马州奥本大学的物理学家弗朗西斯·罗比奇(Francis Robicheaux)在一份声明中说:“抗氢实验的最终目标是将其特性与氢的特性进行比较。” “较冷的抗氢将是实现这一目标的重要一步。”
这是因为抗氢原子通常相对较热且能量,在测量时会扭曲其性质。
Robicheaux是一篇论文的合着者,该论文描述了今天发表的新的冷却方法(1月6日)在《物理学杂志》 B:原子,分子和光学物理学上。
新技术依靠使用精确的激光束来“踢”抗氢原子,从中敲出一点能量并将其冷却。该过程应该能够将抗氢原子冷却至温度,比以往任何时候都要冷25倍。
Robicheaux说:“通过减少抗氧气能量,应该可以对其所有参数进行更精确的测量。” “我们提出的方法可以将被困抗氢的平均能量减少超过10倍以上。”
但是要冷却反物质,科学家必须首先将其捕获。这很困难,因为如果反物质颗粒触摸了物质制成的墙壁,它们将被破坏。因此,研究人员使用复杂的磁场系统包含反物质。
除了使抗氧气更容易学习外,新的冷却技术还可以使其在陷阱中持续更长的时间。 2011年,欧洲物理实验室的科学家CERN被困的反物质长达16分钟,设置记录。
Robicheaux说:“无论过程是什么,移动速度较慢,并且更深深地被困,抗湿生基质都应降低损失率。”
研究人员还没有在实际的反物质原子上尝试过新的策略,但是他们使用计算机模拟表明这是可能的。他们的计算表明,颗粒可以冷却至20毫米左右。相比之下,大多数被困的抗氢原子的温度高达500毫米。
Robicheaux说:“在特定波长处进行必要的激光量并不是一件容易的事。” “即使在发光之后,也很难将其与抗氧捕获实验相结合。通过进行计算,我们已经表明这项工作值得。”
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