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科學(xué)家出飛行狀態(tài)下的反氫原子
閱讀：156 發(fā)布時(shí)間：2013-11-18| 提 供 商 | 上海撫生實(shí)業(yè)有限公司 | 資料大小 | 41.8KB |
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科學(xué)家出飛行狀態(tài)下的反氫原子
歐洲核子研究中心和日本理化學(xué)研究所的科研人員合作，設(shè)計(jì)了一種創(chuàng)新的粒子陷阱裝置，成功出一定數(shù)量的飛行狀態(tài)下的反氫原子，由此可測(cè)量反氫原子由基態(tài)開(kāi)始的超精微躍遷。在此基礎(chǔ)上，他們下一步就有望出反氫原子束，以更好地研究反物質(zhì)，從而對(duì)CPT（電荷、宇稱、時(shí)間）對(duì)稱和萬(wàn)有引力的基本理論作出檢驗(yàn)，為人們解開(kāi)宇宙反物質(zhì)之謎提供有力工具。
在這項(xiàng)名為ASACUSA的項(xiàng)目中，研究人員設(shè)計(jì)的“卡斯波”陷阱（cusp trap）可以利用多個(gè)磁場(chǎng)的綜合作用，將反質(zhì)子和正電子集合到一起，形成反氫原子。然后這些反氫原子被導(dǎo)入真空管狀通道中，呈現(xiàn)飛行狀態(tài)，研究人員就可以對(duì)其進(jìn)行研究。發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上的研究指出，超過(guò)7%的反氫質(zhì)子成功射入卡斯波陷阱形成反氫原子。這是生成反氫原子束必要的預(yù)備過(guò)程。該實(shí)驗(yàn)的*目標(biāo)是利用這種方法大量飛行狀態(tài)下的反氫原子，并借助微波對(duì)其行為進(jìn)行更為細(xì)致的研究。
反物質(zhì)是物理學(xué)領(lǐng)域zui令人迷惑的問(wèn)題之一。為什么今天的宇宙由正物質(zhì)構(gòu)成而不是反物質(zhì)？當(dāng)前有關(guān)亞原子世界的*理論——粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型也無(wú)法給出答案。但科學(xué)家認(rèn)為，物質(zhì)和反物質(zhì)屬性之間的微小差異可能就是答案所在，而這種差異體現(xiàn)在違反CPT對(duì)稱定理上。CPT對(duì)稱是指，把粒子用反粒子替換，右手坐標(biāo)系換成左手坐標(biāo)系，以及所有粒子速度反向，物理定律不變。
反氫原子由一個(gè)反質(zhì)子和一個(gè)正電子構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，是測(cè)試CPT對(duì)稱的*模型。上個(gè)月歐洲核子研究中心ALPHA實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目成功出38個(gè)反氫原子，并用磁場(chǎng)使其存在了約0.17秒。
ASACUSA項(xiàng)目可以用高精微波譜儀來(lái)研究更小的超精微躍遷，不需要將反氫原子困住就能檢測(cè)它們的屬性，也使科學(xué)家真正研究反氫原子束成為可能。結(jié)合反氫原子捕獲研究，科學(xué)家稱檢驗(yàn)CPT對(duì)稱已經(jīng)為時(shí)不遠(yuǎn)，將為研究反物質(zhì)性質(zhì)帶來(lái)根本性突破。