反物質研究重大成果:科學家製成5萬個反氫原子

2020-12-05 中國新聞網

　　中新網9月19日電：據科技日報報導，歐洲核子研究中心物理學家人工製成至少5萬個反氫原子，記者電話採訪了在該研究中心工作的丹麥奧爾胡斯大學物理學教授傑弗裡.漢格斯特。

　　據介紹，約140億年前宇宙誕生時，產生了大體相等的物質和反物質，可是實際上科學家並未探測到那些反物質。它們到哪裡了？

　　現在有兩種解釋，一種認為在宇宙的某些地方存在著由反物質組成的星系；另一種推測宇宙誕生時產生的物質比反物質多了一點，物質與反物質相互湮滅後，剩下的物質就構成了現在的宇宙。

　　由於科學家目前對反物質了解甚少，因此對宇宙誕生和演化以及物質世界構成等問題很難深入研究。

　　為探索反物質之謎，目前科學家採取了兩種途徑：一是在自然界中尋找反物質；二是在實驗室中製造反物質。

　　在自然界中尋找反物質難度很大，近年來科學家嘗試在實驗室中製造反物質。1995年歐洲核子研究中心的科學家在世界上製成第一批反物質―――反氫原子，從而揭開了人類研製反物質的新篇章。

　　實驗中，科學家利用加速器，將速度極高的負質子流射向氙原子核，由於負質子與氙原子核相撞後會產生正電子，如果剛誕生的一個正電子恰好與負質子流中的另外一個負質子結合，就會形成一個反氫原子。

　　在累計15小時的實驗中，他們共記錄到9個反氫原子存在的證據。1996年，美國費米國立加速器實驗室製造了7個反氫原子。

　　漢格斯特說：「大量的反氫原子看起來像玻璃狀物質，使我們能驗證基本粒子物理學理論―――「標準模型」的一些假設。如果反氫原子的行為與預期不一樣，則需要對標準模型進行修正。」

　　他還說：「以前也曾製造出反氫原子，但卻沒有這次製造的數量大。此外，這也是第一次在低能情況下製造出大量反氫原子。」

　　當記者問及合成大量反氫原子的意義時，他介紹說：「製造出相當數量的反氫原子，可使我們從光譜學上對氫和反氫進行比較。標準模型認為，它們應該是完全相同的。由於氫是人們在物理學中了解得最詳細的一種原子，因此從理論上講，人們便能對標準模型進行很精確的驗證。」

　　他還說：「明年初該研究中心將開始進行標準模型的驗證工作。」也許到那時，這一基本粒子的傳統理論將得以印證，從而加深人們對宇宙誕生和演化的了解。

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