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科学仪器设备助力完成首次反物质原子光谱测量

本文摘要:英国《大自然》杂志19日在线公开发表了一项粒子物理学重大进展:欧洲核子研究中心(CERN)报告了对反物质原子的首次光谱测量,构建了反物质物理学研究长期以来的一个目标。该成果标志着人类向高精度测试物质与反物质不道德否有所不同迈向了最重要一步。当今宇宙为何看上去完全仅有由普通物质包含,这是物理学界的一个根本性谜题。因为根据粒子物理学经典模型的预测,在大爆炸再次发生之后不应不存在等量的物质和反物质。

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英国《大自然》杂志19日在线公开发表了一项粒子物理学重大进展:欧洲核子研究中心(CERN)报告了对反物质原子的首次光谱测量,构建了反物质物理学研究长期以来的一个目标。该成果标志着人类向高精度测试物质与反物质不道德否有所不同迈向了最重要一步。当今宇宙为何看上去完全仅有由普通物质包含,这是物理学界的一个根本性谜题。因为根据粒子物理学经典模型的预测,在大爆炸再次发生之后不应不存在等量的物质和反物质。

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光太阳光可以唤起原子,当原子完全恢复至基态时会闪烁,光的频率分布构成,可以借出其光谱准确地测量出有原子属性,这也是光谱学的基本原理。但是,反物质无法产生和捕猎,因为反物质一旦与物质认识就不会反物质,这为科学家测量其属性带给挑战。欧核中心反质子减速器的最新进展,让研究人员以求捕猎和测量反质子与鼓吹氢原子。现在,来自欧核中心反氢激光物理装置(ALPHA)项目的丹麦科学家杰弗里·汉斯特及其同事,在圆柱形真为空腔内顺利磁捕捉反氢原子。

这一真为空腔长仅280毫米,直径为44毫米,研究人员通过真为空腔上的窗口向里面太阳光激光,测量了反原子1S—2S的光子(从基态向激发态光子)情况。研究团队报告称之为,反氢的光子频率与氢的光子频率完全一致。氢的光谱早已获得高精度密切相关,因此反氢光谱学的改良不应可以促使对物质—反物质对称性的高敏度测试。

ALPHA装置是欧核中心捕捉反原子的“利器”,该项目组此前曾用类似磁场将鼓吹氢原子“逃跑”约1000秒,还曾首次对反物质与引力的相互作用展开必要分析。


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