http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2013-01-18
科学家设计冷却反物质新方法：更易捕获研究
除了令研究反氢变得更容易以外，这项新冷却方法还能让被捕获的粒子持续更长时间。2011年，科学家捕获反物质长达16分钟，创下新纪录，这里显示的是艺术概念图
新浪科技讯 北京时间1月8日消息，据国外媒体报道，科学家已经设计出冷却反物质的一种新方法，这种新方法让他们比以前更容易进行反物质试验。
此法将有助于研究人员揭开反物质的秘密，其中包括与宇宙里的物质相比，反物质为什么如此罕见。每一个物质粒子，都有一个与之对应的带相反电荷的反物质粒子，例如，反物质电子的对应物是正电子。物质和反物质相遇时，它们会相互湮灭对方。这种新方法主要着眼于反氢原子，它包含一个正电子和一个反质子(常规氢原子包含一个电子和一个质子)。有关反氢原子的第一项试验是在去年进行的。美国阿拉巴马州奥本大学的物理学家弗朗西斯-罗比奇在声明中说：“反氢原子试验的最终目的，是把它的性质与氢原子的性质作对比。温度更低的反氢将是实现这个目标的重要一步。”这是因为反氢原子通常相对较热，而且非常活跃，此时测量它们会对它们的性质产生错误认识。
罗比奇是一篇描述这种新冷却方法的论文的联合作者，该研究成果发表在1月6日的《物理杂志B：原子分子和光学物理学》杂志上。这种新方法利用精密激光束“敲击”反氢原子，促使它们释放出一些能量，从而降低它们的温度。这一过程使反氢原子降低的温度，应该是以前的方法的25倍。他说：“通过减少反氢的能量，应该能对它的所有参量进行更加精确的测量。我们提议的方法可使被俘获的反氢的平均能量减少超过十分之一。”但是要想降低反物质的温度，科学家首先需要捕获它。捕获反物质非常困难，这是因为这种粒子接触到由物质组成的物体表面时，就会被破坏掉。因此，研究人员利用复杂的磁场系统容纳反物质。这个新冷却方法除了能让反氢研究变得更容易以外，还能让被捕获的这种东西持续更长时间。2011年，欧洲物理实验室欧洲粒子物理研究所的科学家捕获反物质长达16分钟，这打破了原有世界纪录。
罗比奇说：“无论过程怎样，拥有更慢的移动速度和更深的捕获，反氢应该就会减少损失率。”迄今为止研究人员还未在真正的反物质原子上尝试这种新方法，但是他们已经利用电脑模拟显示了这么做的可行性。他们的评估结果显示，这种粒子能被降温到大约20毫开氏温标，与之相比，大部分被捕获的反氢原子的温度高达500毫开氏温标。他说：“在特定波长范围内产生必要的激光量并非一件小事。即使成功生成所需的激光，要把它与反氢捕获试验结合在一起也相当困难。我们通过评估，确定这种努力是值得付出的。”(孝文)
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