測量稀有反物質 研究首次用激光冷卻新方法
【大紀元2021年06月12日訊】（大紀元記者高文森編譯報導）現有理論認為這個宇宙應該是由等量的正物質和反物質構成的，可是觀測結果顯示這個世界幾乎完全由正物質構成。這是現代物理學無法解釋的幾大難題之一。要解開這個謎題，科學家需要先造出反物質，仔細測量比較它們和正物質特性的差別。
可是反物質太難造了，需要耗費很大的能量才能造出，而且不穩定。它們一旦觸碰到周圍的任何正物質，立即湮滅消逝。
現在一組科學家發明了一套製造反物質的方法，特別還採用激光將它們困在真空環境內足夠長的時間，讓研究人員可以對其進行各種測量。研究者表示這樣的技術是研究反物質道路上邁出的一大步。
正物質由原子構成，反物質由反原子構成。科學家知道最容易製造的是反氫原子，由一個反電子（也叫正電子，帶正電的電子）繞著一個反質子核構成，是宇宙中結構最簡單的反物質。
研究人員先用粒子對撞機造出反質子。研究稱，需要100萬個質子和至少2600萬倍最後儲存在反質子內的能量，才能造出一個合用的反質子。
同時，研究人員發現可以從放射性材料中獲得正電子，相對來說算是容易。兩部分主要材料備齊以後，研究人員需要將它們結合成反氫原子。
這份研究把反質子和正電子放在一個真空的電磁場內使它們結合。研究稱，真空的環境是為保護生成的反氫原子不要碰到任何正物質而湮滅；電磁場能夠把反氫原子定在真空內。
至此，研究人員得到了一個可以對其進行仔細測量的反氫原子。但是還有一個局限性：由於粒子的動能導致它的移動，這降低了測量的精確度。
這份研究首次發明一個方法：用激光照射這個反原子將其穩住。研究解釋說，激光由光子構成，光子自身也帶有一定動能。只要找准反原子移動的方向，使它正好迎向激光照射的方向，就能抵消反原子移動的能量，使它穩定下來。研究者形容說，這就像你怎樣反向用力讓蕩悠的鞦韆慢下來一個道理。
研究稱，利用這種定向激光冷卻的方法，他們把反氫原子的溫度降至原來的十分之一。這可以將測量的精確度提升四倍。
這份研究3月31日發表於《自然》（Nature）期刊。
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