2月25日,科技部公布了「2015年度中國科學十大進展」遴選結果。其中「實現對反物質間相互作用力的測量」、「探測到宇宙早期最亮中心黑洞質量」、「實現對單個蛋白質分子的磁共振探測」等入選,這些成果在研究過程中都離不開測量或計量器具。現在,跟小編一起回顧一下取得這些成就的過程。
首次測量到反物質間 相互作用力
美國布魯克海文國家實驗室的相對論重離子對撞機(RHIC)的STAR實驗將質心能量為200GeV的金離子相互碰撞,產生出大量的反質子,這為測量反質子-反質子間相互作用提供了機會。中國科學院上海應用物理研究所馬餘剛研究組與美國布魯克海文國家實驗室唐愛洪研究組等合作,利用STAR實驗結果,通過對反質子-反質子之間動量關聯函數的測量,首次提取了反質子-反質子相互作用的有效力程和散射長度。研究表明,反質子-反質子之間存在著強吸引力,可以克服反質子-反質子之間的由於同號(負電荷)所產生的庫倫排斥力,結合成反物質原子核。而且他們測量得到的結果與質子-質子相互作用的對應值在誤差範圍內一致。他們的研究結果提供了兩個反質子間相互作用的直接信息,給出了對量子場論和對稱原理的一個直接驗證,為進一步理解更複雜的反原子核及其屬性奠定了基礎。相關研究論文發表在2015年11月19日《自然》上。《自然》審稿人對該研究給予高度讚賞:「這是首例反質子-反質子作用的直接測量。
發現宇宙早期最亮、中心黑洞質量最大天體