激光冷卻技術對「困住」反物質原子的影響

「

反物質是正常物質的反狀態。

」

當正反物質相遇時，雙方就會相互湮滅抵消，發生爆炸併產生巨大能量。能量釋放率要遠高於氫彈爆炸。 雖然已有科學家證明了反物質在宇宙中的存在，但是在地球上卻很難發現，而要想研究反物質，只有通過最簡單的氫原子著手，在實驗室製造並捕捉反氫原子。但是由於在正常情況下反氫原子會與正物質發生湮滅並消失，所以捕捉反氫原子還存在一定的難度。而就在近日，科學研究人員發現可以利用強大的激光冷卻技術可以困住反氫原子，並且使它更穩定不易消失。

據國外媒體報道

近日研究人員提出了一種探索反物質的方法，通過低溫冷凝技術捕捉反氫原子，進而揭開難以捉摸的神秘反物質之謎。來自美國和加拿大的研究人員試圖通過低溫「困住」反氫原子，強大的激光冷卻技術可以使得這些物質更加穩定，更容易用於實驗研究。目前該方法已經發布在《物理學雜誌B》刊上。

科學家認為

反氫原子可以形成於超高真空阱中，通過向帶正電子的等離子體中注入質子，產生的原子作用過程會導致反質子捕獲正電子，並激發形成反氫原子。通常情況下，反氫原子具有一定的能量，將影響對其進行測量的研究，因此可以採用激光冷卻的方法將溫度降低。

美國奧本大學的教授Francis Robicheaux是本項研究論文的合著者，他認為減少反氫原子的能量有助於對其參數進行更加精確的測量，這些反氫原子實驗的最終目標是確定它們的屬性，並與氫原子進行對比，而激光冷卻反氫原子是實現該目標的重要一步。冷卻機制被稱為多普勒冷卻，可以用於冷卻原子，但科學家認為即便在121納米特定波長下，捕捉反氫原子也存在困難，不過這種努力是值得的。通過電腦模擬實驗，研究人員發現反氫原子可冷卻到大約20 毫開爾文，但是目前冷卻的記錄為500毫開爾文。

在2011年，歐洲核子研究中心的報告稱已經取得了1000秒的反物質捕捉時間，就在一年後，科學家通過磁場困住了反氫原子，儘管反氫原子的捕獲控制技術還並不成熟，但研究人員認為激光冷卻技術可以增加「困住」反氫原子的時間。加拿大國家重點實驗室博士Makoto Fujiwara認為對反氫原子的冷卻也可以研究反物質的引力屬性，因此激光冷卻技術會是重要的一步。

用激光冷卻反氫原子，這不僅是激光冷卻技術的一大進步，更是為科學家們研究反物質領域順利打開了一道大門，讓我們得以更加深入地了解宇宙。

來源：菠蘿三維網路

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