欧洲科学家使反物质原子保存时间延长至17分钟

发布:cyqdesign 2011-05-06 10:48 阅读:2594
据俄罗斯媒体报道称,上周,欧洲核子研究中心的科学家利用反氢激光物理仪器(ALPHA)捕获到了数量可观反氢原子,共计309个,并使其在粒子陷阱装置中保存了1000秒(约17)分钟,使其保存时间较以往增加了四个数量级。 =\<NTu  
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2010年,欧洲原子能研究中心(CERN)利用反氢激光物理仪器(ALPHA)第一次创造出并捕获到了数量可观的飞行状态下的反氢原子,不过这个“可观”只是相较过去而言,当时的技术力仍然只允许他们将38个反氢原子用磁场保存0.172秒,在这么短的时间内对这么少的原子进行研究和分析,显然还是不太够。 !D=!  
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科学家表示,要想保存住反物质原子是十分困难的事,没有足够强的电荷和磁场,反物质原子是很难停留在磁场中的。一般反物质原子往往只会出现几毫秒就会立即消失。科学家们利用多个磁场的综合作用,将反质子和正电子集合到一起,才形成反氢原子,然而,由于反氢原子不带电,不能通过电磁方法进行捕捉,只能利用通过原子转动时产生的磁矩(magnetic moment)通过磁力方面的途径去进行约束和捕捉,其难度可想而知。为成功捕捉反氢原子,科学家们对分离器进行了深度冷却,并为此加装了结构异常复杂的设备。此次实验为今后的反物质研究打下了更为坚实的基础。接下来,欧洲核子研究中心的科学家们计划研究,万有引力对反物质的影响。 wW%b~JX  
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通过试验,观看反氢原子在没有约束的情况下,受到重力影响后是被吸引呢还是被排斥——换言之,反物质与我们的世界的相互作用力是否相反。当然,在目前的物理学框架下,几乎可以确定反氢原子仍然会受到地球重力而“下落”。在下一步的试验中,ALPHA小组将会把一些反氢原子冷却到接近绝对零度的状态、让它们的运动变得极为缓慢,然后取消磁场约束,观察它们的坠落方向。虽然希望渺茫,但假如反氢原子“向上坠落”,反重力就将成为可能,而人类的未来也会因此而变得与众多科幻故事更为相似。 =-r"@2HBq  
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此前,曾有科学家表示,研究万有引力对反物质的影响可能性几乎为零,因为科学家们所能控制住的反物质十分少,而且其留存时间是极其短暂的。但此次实验中,科学家们成功将反物质的保存时间延长了4倍,为进行进一步研究提供了条件。反物质是物理学领域最令人迷惑的问题之一。为什么今天的宇宙由正物质构成而不是反物质?当前有关亚原子世界的最优理论——粒子物理标准模型也无法给出答 案。但科学家认为,物质和反物质属性之间的微小差异可能就是答 案所在,而这种差异体现在违反CPT对称定理上。 CPT对称是指,把粒子用反粒子替换,右手坐标系换成左手坐标系,以及所有粒子速度反向,物理定律不变。 5i[O\@]5  
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用于提取反物质原子的核心部件 %Psg53N  
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科学家们正在实验室里构建结构复杂的反物质研究设备
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