ALPHA研究小组首次观察到了反物质的光谱-亚博APP安全有保障
发布时间:2021-08-29  

在2020-03-30 公开发表于《大自然》杂志的一篇论文中,坐落于日内瓦的欧洲核子研究中心的ALPHA研究小组报导其首次测量的一个反物质原子的光谱。这一技术的成就性的变革,为高精度的反物质的研究修筑了一个崭新的时代。它的结果是欧洲核子研究中心反物质委员会这多达20年的工作的结果。

“用激光来仔细观察一个切换中的反氢和氢原子否遵从完全相同的物理定律,仍然是反物质研究的一个最重要目标。”JeffreyHangst说道,他是ALPHA合作小组的代言人。

原子由环绕原子核的电子构成.。当电子从一个轨道移动到另一个轨道时,它们不会吸取或升空特定波长的光,构成原子的光谱。每个元素都有一个独有的光谱。

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因此,光谱学在物理学、天文学和化学的许多领域都是一种常用的工具。它有助密切相关原子和分子及其内部状态。

例如,在天体物理学中,分析很远恒星的光谱可以让科学家确认它们的构成成分。氢的构成是单质子和单电子的,在宇宙中是最非常丰富、最简单、最理解的原子。它的光谱已被测量到十分低的精度。

而在另一方面,我们对鼓吹氢原子的理解知之甚少。因为宇宙或许几乎是由物质的成分,反氢原子即反质子和正电子,在需要构建反氢原子光谱的测量之前被迫产生和装配成原子。这是一个很艰苦的过程,但自从可以在氢和鼓吹氢原子光谱之间的任何可差异展开测量以来,这种希望就是有一点的,这将超越物理学的基本原理,且有可能有助理解物质与反物质流失的宇宙之谜。2020-03-30 ALPHA研究小组的这一结果是对鼓吹氢原子光谱谱线的第一仔细观察,构建物质和反物质光谱的首次对比。

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在实验范围内,结果表明,氢原子的等效光谱线并没差异。这是粒子物理学的标准模型的一致性,这一理论最能叙述粒子对以及它们之间的力的情况,这预测了,氢和反氢应当有完全相同的光谱特性。ALPHA合作小组预计将在未来未来将会提升其测量精度。

高精度测量反氢原子光谱将为测试物质否展现出出有不同于反物质的特性获取了一个非凡的新工具,从而可以借以更进一步检验标准模型的鲁棒性。ALPHA是利用欧洲核子研究中心的反质子减速器设备展开的一个独有的实验,该设备需要产生反氢原子,并不会摆放在一个专门设计的磁阱中,并可实现原子一定时间内的操控。俘虏的反氢原子可以容许研究人员利用激光或其他辐射源展开研究。

“移动和捕捉反质子或正电子是更容易的,因为他们是带电粒子,”Hangst说道。“但当替换成是中性的反氢原子时,这中捕捉陷阱就要艰难得多,所以我们设计了一个十分类似的磁阱,所依赖的就是反氢原子的一点点磁性。”反氢原子是由来自带正电子的反质子减速器的大约90000个反质子等离子体的混合体生产出来,每次实验尝试都会生产大约25000个鼓吹氢原子。

当制作出有的某个反氢原子移动极快的时候它就不会被捕捉。用于一种新的技术,其中来自两个倒数的混合周期不会产生栈鼓吹原子,比起于早期的每个陷阱1.2个鼓吹原子的方法,这种新方法制作的陷阱平均值捕捉14鼓吹原子。通过利用具备准确回声频率的激光束太阳光原子,科学家可以仔细观察反氢原子的内部状态与光束的相互作用。

测量是通过观察所谓1S-2S过渡性已完成。氢原子的基态持续时间很长,这造成一个很狭小的大自然线宽,所以尤其适合于精密测量。

目前的结果,随着超过了由慢反质子构建的原子光谱和撞击实验创建的电子和反质子质量比以及BASE合作的组织确认的荷质比的无限大,这指出在欧洲核子研究中心的反物质的基本对称性测试的很快成熟期。【亚博APP安全有保障】。

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