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歐洲科學(xué)家使反物質(zhì)原子保存時(shí)間延長(zhǎng)至17分鐘 2010年，歐洲原子能研究中心（CERN）利用反氫激光物理儀器（ALPHA）第一次創(chuàng)造出并捕獲到了數(shù)量可觀的飛行狀態(tài)下的反氫原子，不過這個(gè)“可觀”只是相較過去而言，當(dāng)時(shí)的技術(shù)力仍然只允許他們將38個(gè)反氫原子用磁場(chǎng)保存0.172秒，在這么短的時(shí)間內(nèi)對(duì)這么少的原子進(jìn)行研究和分析，顯然還是不太夠。 科學(xué)家表示，要想保存住反物質(zhì)原子是十分困難的事，沒有足夠強(qiáng)的電荷和磁場(chǎng)，反物質(zhì)原子是很難停留在磁場(chǎng)中的。一般反物質(zhì)原子往往只會(huì)出現(xiàn)幾毫秒就會(huì)立即消失�？茖W(xué)家們利用多個(gè)磁場(chǎng)的綜合作用，將反質(zhì)子和正電子集合到一起，才形成反氫原子，然而，由于反氫原子不帶電，不能通過電磁方法進(jìn)行捕捉，只能利用通過原子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的磁矩（magnetic moment）通過磁力方面的途徑去進(jìn)行約束和捕捉，其難度可想而知。為成功捕捉反氫原子,科學(xué)家們對(duì)分離器進(jìn)行了深度冷卻，并為此加裝了結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜的設(shè)備。此次實(shí)驗(yàn)為今后的反物質(zhì)研究打下了更為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。接下來，歐洲核子研究中心的科學(xué)家們計(jì)劃研究，萬有引力對(duì)反物質(zhì)的影響。 通過試驗(yàn)，觀看反氫原子在沒有約束的情況下，受到重力影響后是被吸引呢還是被排斥——換言之，反物質(zhì)與我們的世界的相互作用力是否相反。當(dāng)然，在目前的物理學(xué)框架下，幾乎可以確定反氫原子仍然會(huì)受到地球重力而“下落”。在下一步的試驗(yàn)中，ALPHA小組將會(huì)把一些反氫原子冷卻到接近絕對(duì)零度的狀態(tài)、讓它們的運(yùn)動(dòng)變得極為緩慢，然后取消磁場(chǎng)約束，觀察它們的墜落方向。雖然希望渺茫，但假如反氫原子“向上墜落”，反重力就將成為可能，而人類的未來也會(huì)因此而變得與眾多科幻故事更為相似。 此前，曾有科學(xué)家表示，研究萬有引力對(duì)反物質(zhì)的影響可能性幾乎為零，因?yàn)榭茖W(xué)家們所能控制住的反物質(zhì)十分少，而且其留存時(shí)間是極其短暫的。但此次實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家們成功將反物質(zhì)的保存時(shí)間延長(zhǎng)了4倍，為進(jìn)行進(jìn)一步研究提供了條件。反物質(zhì)是物理學(xué)領(lǐng)域最令人迷惑的問題之一。為什么今天的宇宙由正物質(zhì)構(gòu)成而不是反物質(zhì)？當(dāng)前有關(guān)亞原子世界的最優(yōu)理論——粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型也無法給出答 案。但科學(xué)家認(rèn)為，物質(zhì)和反物質(zhì)屬性之間的微小差異可能就是答 案所在，而這種差異體現(xiàn)在違反CPT對(duì)稱定理上。 CPT對(duì)稱是指，把粒子用反粒子替換，右手坐標(biāo)系換成左手坐標(biāo)系，以及所有粒子速度反向，物理定律不變。  用于提取反物質(zhì)原子的核心部件  用于提取反物質(zhì)原子的磁場(chǎng)示意圖  科學(xué)家們正在實(shí)驗(yàn)室里構(gòu)建結(jié)構(gòu)復(fù)雜的反物質(zhì)研究設(shè)備 |
