
(图:ALPHA仪器的近照)
加拿大领导的一项研究开启了反物质研究的新篇章。
在8月3日发表在《自然》的论文中,ALPHA Collaboration,包含来自17个机构的50名物理学家,报告了反原子光谱的第一次精确测量。
“谱线就像指纹,”第一作者Michael Hayden,Simon Fraser大学的物理教授说,“每个元素有自己独特的图案。”
只有一个可能的例外,人们尚未得知正反原子的光谱是否相同。直到现在,科学家只能粗略一瞥反物质谱线,与正物质谱线的比较也很粗糙。
ALPHA Collaboration研究了反氢原子,他们的实验性结果展示出,反氢原子谱线的特定部分与氢原子谱线吻合得很好。小组计划测量得更精确,以检查在更精细的尺度下两者是否有微妙差异。
在Geneva的CERN实验室,实验包括用微波照射反氢原子,这类似于卫星通信中使用的方法。这样,通过在非常特定的频率下吸收或释放能量,反原子揭示了自己的身份。对应的“指纹”,频率构成的图案或者说光谱,被Hayden描绘出来。
“我们面对的一个挑战是反物质接触正物质后会湮灭,”Justine Munich,SFU的博士生说,“我们不得不把它们分开。我们不能把我们的反原子放到普通的容器里。它们必须被限制在特制磁性瓶中。”
“通过研究反物质的性质,我们希望对宇宙有更多的了解,”Hayden说,“我们可以在实验室里制造反物质,但它似乎不在自然界中存在,除了微小的例外。这是为什么?我们不知道,但也许反氢原子能给我们一些线索。”