人工反氢原子——6月5日科学史上的今天

2018-06-05作者:科学π工作室编辑:书问阅读



2011年6月5日是世界科技史上的重要一天。这一天,欧洲核子研究中心主任罗尔夫·霍伊尔发布了一则重要新闻,他们利用大型强子对撞机,成功制造出了人工反氢原子,并首次用强磁场把它们俘获并生存了“较长时间”——0.17秒。


原子只有一个电子和一个质子,而反氢原子也只有一个正电子和一个反质子,它们的谱线结构都应该是最简单的。把反氢原子与氢原子做比较,将是破解物质与反物质对称性研究的最好方式。


近20多年来,在反物质研究中,日内瓦欧洲核子中心(CERN)一直处于世界的领先地位。2012年8月30日,欧洲核子研究中心反物质研究组又有了新的突破,他们首次从“电磁阱”中成功地引导出了“反氢原子射束”。在距离2.7米的探测器中,准确无误地侦测到了80个反氢原子。这一成果先后在2012年和2013年的《科学进展》及《自然》杂志中发表出来。


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在实验室制造出反氢物质的同时,也有人把目光投向了太空。在人工反氢原子首次发现之后不到3年,1999年4月,美国弗吉尼亚州威廉斯堡的学术讨论会公布了一项惊人的成果。借助美国6年前发射的康普顿伽马射线观测卫星,人们探测到了宇宙中反物质所形成的反粒子云。


与同样密度和数量的普通光子束流相比,正反物质流湮没时的辐射强度要高出25万倍,所以反物质有“第四代核能”之称。反物质的发现,拓宽并更新了人们关于物质的概念,也为宇宙的形成和未来的发展开拓了研究方向。到底在宇宙创生的初期发生了什么,对反物质的研究,将为这一研究提供关键的突破口。



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