科學家高精度測量反物質


根據宇宙大爆炸理論,宇宙在大約137億年前才誕生。 大爆炸後,假設所有物質和反物質粒子形成巨大的一對,並繼續創造我們今天所知的所有可能形式的物質。 科學家可以看到和測量物質,但反物質則完全相反,是看不到和測量不到。 不過在最近的一項研究中,科學家試圖提供最準確的反物質測量。

丹麥奧胡斯大學(Aarhus Universitet)物理及天文系教授謝菲·漢斯(Jeffrey Hangst)的團隊,研究了約一萬五千個反氫原子,這些原子被磁囚禁在一個長280毫米、直徑44毫米的圓柱體內。研究人員進行了為期十週的測量,發現反氫躍遷的共振頻率與氫的1S至2S躍遷的預期頻率一致,測量精度達一兆分之二。是到目前為止對暗物質進行的最精準的一次光譜測量。這次發現不僅證明了反原子光譜學的能力,也將反物質的超敏檢測向前推近了一步。

解釋為何是物質而不是反物質在大爆炸中倖存了下來一直是物理學家們面臨的一個挑戰。因此,獲取反物質並了解其特性具有極其重要的意義。在光譜學中,通過激光激發原子並檢查其如何吸收或散發光來確定原子躍遷的特性。雖然同樣的技術可用於研究反原子,但是反物質難以生成和捕捉,因此也就難以測量它的特性。

【圖:互聯網;文:節錄自科學網頁;新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在已經出版的《自然》期刊

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