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近绝对零度 欧洲科学家首次实现激光操纵反物质
www.creaders.net | 2021-04-05 12:23:34  前瞻网 | 0条评论 | 查看/发表评论
  

欧洲核子研究组织(CERN)旗下的反氢激光物理机构(Antihydrogen Laser Physics Apparatus,ALPHA),日前宣布了世界上第一个基于激光的反物质操纵。

他们利用加拿大国家粒子加速器中心(TRIUMF)的激光系统,首次演示了反氢原子的激光冷却,将样品冷却到了接近绝对零度(absolute zero)。

3月31日发表的一篇文章详细介绍了这一成就,并刊登在《自然》(Nature)杂志的封面上。这一成就将极大地改变反物质研究的面貌,推动下一代实验的发展。

反物质是与物质相对应的特异物质,它表现出几乎相同的特性和行为,但具有相反的电荷。因为反物质原子一接触物质就会湮灭,所以在我们的世界中,反物质原子是非常难以创造和控制的,而且以前从未被激光操纵过。

不列颠哥伦比亚大学(UBC)阿尔法加拿大团队(ALPHA- canada)的研究员——Takamasa Momose领导了这次实验中激光的开发。

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自40年前引入激光技术以来,对普通原子的操作和冷却已经彻底改变了现代原子物理学,并使几项获得诺贝尔奖的实验成为可能。《自然》杂志上的结果标志着科学家首次将这些技术应用到反物质上。

通过冷却反物质,研究人员将能够进行各种精确的测试,以进一步研究反物质的特性。这些测试可以提供一些线索,解释为什么宇宙主要由物质组成,而不是像大爆炸模型预测的那样由物质/反物质组成。

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激光冷却想法的最初倡导者Makoto Fujiwara对此评价称:“用激光操纵反物质,是一个有点疯狂的梦想……我很激动,在加拿大和国际科学家的强大团队合作下,我们的梦想终于实现了。”

反物质的激光操纵也为各种前沿物理创新打开了大门。Momose和Fujiwara现在正在领导一个名为HAICU的加拿大新项目,该项目旨在为反物质研究开发新的量子技术。

他们下一个计划是通过将激光冷却的反物质抛向自由空间,来制造一个反原子的“喷泉”。如果实现了,它将使一种全新的量子测量成为可能,这是以前无法想象的。

Takamasa Momose表示,通过使用最新的激光操作技术将反原子结合在一起,科学家们离制造世界上第一个反物质分子又近了一步。

这一结果标志着阿尔法长达数十年的反物质研究项目的一个分水岭。该项目始于2011年创造并捕获反氢,并创造了1000秒的世界纪录。这项合作还在2012年首次提供了对反氢图谱的一次演示,在2013年设置了限制重力对反物质影响的屏障,并在2020年展示了与关键光谱现象相对应的反物质。

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