激光冷卻反物質的一種新方法

羅比奇說：“無論過程怎樣，擁有更慢的移動速度和更深的捕獲，反氫應該就會(hui) 減少損失率。”迄今為(wei) 止研究人員還未在真正的反物質原子上嚐試這種新方法，但是他們(men) 已經利用電腦模擬顯示了這麽(me) 做的可行性。他們(men) 的評估結果顯示，這種粒子能被降溫到大約20毫開氏溫標，與(yu) 之相比，大部分被捕獲的反氫原子的溫度高達500毫開氏溫標。他說：“在特定波長範圍內(nei) 產(chan) 生必要的激光打標機量並非一件小事。即使成功生成所需的激光，要把它與(yu) 反氫捕獲試驗結合在一起也相當困難。我們(men) 通過評估，確定這種努力是值得付出的。”
羅比奇是一篇描述這種新冷卻方法的論文的聯合作者，該研究成果發表在1月6日的《物理雜誌B：原子分子和光學物理學》雜誌上。這種新方法利用精密激光束“敲擊”反氫原子，促使它們(men) 釋放出一些能量，從(cong) 而降低它們(men) 的溫度。這一過程使反氫原子降低的溫度，應該是以前的方法的25倍。他說：“通過減少反氫的能量，應該能對它的所有參量進行更加精確的測量。我們(men) 提議的方法可使被俘獲的反氫的平均能量減少超過十分之一。”但是要想降低反物質的溫度，科學家首先需要捕獲它。捕獲反物質非常困難，這是因為(wei) 這種粒子接觸到由物質組成的物體(ti) 表麵時，就會(hui) 被破壞掉。因此，研究人員利用複雜的磁場係統容納反物質。這個(ge) 新冷卻方法除了能讓反氫研究變得更容易以外，還能讓被捕獲的這種東(dong) 西持續更長時間。2011年，歐洲物理實驗室歐洲粒子物理研究所的科學家捕獲反物質長達16分鍾，這打破了原有世界紀錄。除了令研究反氫變得更容易以外，這項新冷卻方法還能讓被捕獲的粒子持續更長時間。
此法將有助於(yu) 研究人員揭開反物質的秘密，其中包括與(yu) 宇宙裏的物質相比，反物質為(wei) 什麽(me) 如此罕見。每一個(ge) 物質粒子，都有一個(ge) 與(yu) 之對應的帶相反電荷的反物質粒子，例如，反物質電子的對應物是正電子。物質和反物質相遇時，它們(men) 會(hui) 相互湮滅對方。這種新方法主要著眼於(yu) 反氫原子，它包含一個(ge) 正電子和一個(ge) 反質子(常規氫原子包含一個(ge) 電子和一個(ge) 質子)。有關(guan) 反氫原子的第一項試驗是在去年進行的。美國阿拉巴馬州奧本大學的物理學家弗朗西斯-羅比奇在聲明中說：“反氫原子試驗的最終目的，是把它的性質與(yu) 氫原子的性質作對比。溫度更低的反氫將是實現這個(ge) 目標的重要一步。”這是因為(wei) 反氫原子通常相對較熱，而且非常活躍，此時測量它們(men) 會(hui) 對它們(men) 的性質產(chan) 生錯誤認識。 

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