物理學家首次觀測到反物質的「指紋信息」

歐洲核子研究中心進行這項研究，歐洲核子研究中心是世界上最大的粒子物理實驗室。此前研究人員僅能捕捉到反物質特殊光譜線，這項最新研究開啟了反物質研究的新篇章。

研究人員使用微波輻射反氫原子，類似於那些用於衛星通信的原子。這將導反原子在非常特殊的光譜下噴射或者吸收能量，從而透露出它們的「身份」，這種模式、或者頻率的光譜對應於「指紋」。

之前科學家使用激光刺激反物質原子，並使其發光，這是揭曉宇宙重大謎團的關鍵一步，他們在歐洲核子研究中心(CERN)進行ALPHA實驗(圖中所示)。

圖中是瑞士日內瓦市被夜晚燈光照亮的歐洲核子研究中心。

目前科學家首次在反物質原子上觀察到類似「指紋」的特殊光譜線。迄今為止，研究人員僅能觀察到一些反物質光譜線，但是他們表示特殊光譜線的詳細信息將揭開反物質研究的「新篇章」。

來自全球17個研究機構的50位物理學家相信，這項發現將有助於洞悉宇宙的神秘面紗。研究負責人、加拿大西蒙弗雷澤大學邁克爾·海登（Michael Hayden）教授說：「通過研究反原子的屬性，我們希望掌握我們生活宇宙的更多信息。」

海登是「阿爾法合作體」的成員之一，該組織致力於研究反氫原子——與普通氫原子對應的反物質。眾所周知，光譜線非常像指紋，每個元素都有其獨特的模式。它可應用於普通物質，但是物質和反物質被認為彼此鏡像（這意味著反物質原子的特殊光譜線與普通原子的光譜線完全精確），但是之前我們不知道這是什麼情況。

科學實驗研究表明，反氫原子的特殊光譜線與普通原子光譜線相匹配，意味著即使在反物質之中，特殊光譜線也存在匹配。這項研究是由歐洲核子研究中心（CERN）進行的，它是世界最大粒子物理實驗室。

研究人員使用微波輻射反氫原子，類似於那些用於衛星通信的原子。這將導反原子在非常特殊的光譜下噴射或者吸收能量，從而透露出它們的「身份」，這種模式、或者頻率的光譜對應於「指紋」。西蒙弗雷澤大學物理學博士賈斯汀·慕尼黑（Justine Munich）說：「我們面臨的一個巨大挑戰是物質和反物質彼此接觸時會互相湮滅，我們必須將它們分開。」

我們無法僅將反原子放入一個普通容器之中，它們必須被捕獲，或者放入一個特殊的磁瓶中。同時，這項研究將有助於洞悉為什麼反物質在實驗室之外數量非常有限。海登說：「我們可以在實驗室里製造反物質，但它們似乎並不存在，除非是微小的數量。這是為什麼呢？我們僅是不知道，但或許反氫原子能對我們提供一些線索。」科學家試圖搞清楚反物質長期位於何處。

大爆炸被認為產生了等量物質和反物質，但是現今宇宙大部分是由普通物質組成，幾乎沒有反物質存在。美國物理學家唐愛紅（音譯）說：「雖然科學家知曉這一謎團已有數十年，但很少出現相關線索，它仍是科學重大挑戰之一。我們對反物質自然屬性的了解，將潛在有助於揭曉這一謎團。」

科學家使用叫做「相對論重離子對撞機（RHIC）」的粒子加速器，能夠測量成對反質子之間的交互作用。他們發現反質子對之間作用力非常吸引人，就像原子內部聚集質子的強核力一樣。另一位使用RHIC對撞機研究反質子交互性的張正橋（音譯）說：「我們觀察到大量質子，這是傳統原子的基本組成部分，它們與反質子幾乎擁有相同的數量。」

反質子看上去就像熟悉的質子，但因為它們是反物質，它們帶負電荷，而不是正電荷，所以它們在探測器的磁場中是相反方向。這項實驗表明，物質和反物質是對稱的，這意味著一些不對稱現象無法解釋宇宙中物質持續存在性，以及反物質的稀缺。該研究表明，這是物質/反物質不對稱性的另一個解釋，但它可能是什麼，仍有待於揭曉。（葉傾城）

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