科學家首次測量反氫原子 揭示反物質特性

人氣 704

【大紀元2016年12月20日訊】(大紀元記者張秉開編譯報導)歐洲核子研究中心(CERN)首次測量反氫原子的性質,發現目前的標準模型理論仍可描述反氫原子的物理學特性。

《自然》(Nature)雜誌12月20日報告,這是科學家首次測量反物質氫原子對特定頻率雷射的反應。科學家使用雷射捕獲反氫原子(即氫原子的反物質)後,在100億精準度級別的條件下測量了它的性質,發現其特性和氫原子是一致的。

BBC12月20日報導,該中心阿爾法試驗小組(Alpha experiment)的傑弗理‧亨斯特(Jeffrey Hangst)教授解釋,這個實驗的目的是觀測在標準模型的前提下,同一個物理規律是否可以描述正反物質的特性。他說:「因為我們知道反物質在宇宙產生後神秘地消失了,所以我們總是嘗試非常小心地觀察反物質。」

目前認為,宇宙物質分為正反兩種,兩者各占一半。但是目前為止,科學家發現反物質似乎極少,宇宙基本是物質,因此這種物質比例不協調是科學未解之謎之一。而且生成反物質極難從實驗室中製取和捕捉,因為湮滅而消失,即反物質遇到(正)物質時變成光的現象。

亨斯特教授說:「我們嘗試用相同『顏色』的光去照射一個反氫原子,也照射氫原子,觀察它們是否有相同的反應。」實驗人員根據標準模型分析觀測數據,看到反氫原子和氫原子的反應方式是相同的。亨斯特教授表示,氫原子是最基本的原子,200年來一直用於各種研究。

反氫原子對激光作出反應的機制模式圖。(CERN視頻截圖)
反氫原子對激光作出反應的機制模式圖。(CERN視頻截圖)

據報導,目前尚未發現標準模型的理論不能描述反氫原子的性質。一旦發現標準模型不適用,整個物理學將發生根本改變。

科學家還表示,將繼續提高測量精度,從目前的100億精度級別提高至1000兆,而且將使用其它方法研究反物質。

《科學》(Science)12月20日報導,科學界一直嘗試測量反氫原子吸收雷射時的反應情況,並藉此來檢測愛因斯坦110年前提出的狹義相對論

美國印第安納大學的理論物理學家阿蘭‧高斯萊基( Alan Kostelecky)認為,該實驗意義重大,「結果極佳」。高斯萊基未參與該研究,但是他表示該實驗的結果研究證實狹義相對論正確,而且他解釋研究狹義相對論的方法不止這一種,還可以比較K中介子(meson)。

德國美茵茨大學(Johannes Gutenberg University)的光譜學家蘭道夫伯勒(Randolf Pohl)在《科學美國人》(Scientific American)上對此試驗的成功表示驚喜:「哇!這些人經過這麼多年的努力,終於成功觀察到反氫原子的光譜特徵,在原子研究領域中具有里程碑意義。」

科學家明年將再次觀測反氫原子,進一步研究其性質。#

責任編輯:葉紫微

相關新聞
升級完成  最大大強子對撞機重新啟動
沒有兩片完全相同的雪花 展現奇妙微觀世界
科學家「觀看」量子糾纏 突破時空限制
大型強子對撞機下月再啟動 物理或進新時代
最熱視頻
【新聞看點】武漢封城周年 上海再現隨地倒
【唐青看時事】台海挑釁 習拜川博弈內幕
【珍言真語】何良懋:社交媒體與現代科技壟斷危險
如果您有新聞線索或資料給大紀元,請進入安全投稿爆料平台
評論