據英國廣播公司(BBC)11月17日的報道,歐洲核研究組織(CERN)的科學家日前表示,他們已首次捕獲到反物質原子。這個重大突破有助于科學家了解正常物質和反物質之間的差異,也意味著以往不可能做到的物理學基本原理測試已成為一種可能。
在實驗室內產生正電子和反質子等反物質粒子并不困難,但將這些粒子組合成反物質原子卻是一項相當大的挑戰。2002年,兩支研究小組率先實現了這一目標。相比之下,操控反氫原子——由一個反質子和一個正電子構成的束縛原子——的難度更大,因為這種原子只要與正常物質遭遇就會立即消失。
據阿爾法反氫原子捕獲項目參與者、丹麥奧胡斯大學的杰夫·漢格斯特(Jeff Hangst)介紹,捕獲反氫原子的基本原理是利用了原子本身所帶的很小的磁性,所以可以借助磁場對其進行干擾,“可以把它們理解為指南針上很小的指針,磁場會使他們偏向”。研究小組在反氫原子產生的外圍建造了一個“磁瓶”,如果這些反氫原子移動的速度不是很快,就會被捕獲。
研究小組證實,從他們制造的1000萬個反質子和7億個正電子中,共形成了38個穩定的反氫原子,每一個反氫原子的存在時間只有十分之二秒左右。研究人員的下一步工作是制造更多反氫原子并使其在“陷阱”內存在更長時間,以對其進行進一步研究。
在當前的物理學“標準模型”中,包括質子、電子、中子以及大量更為奇特粒子在內的每一種粒子都有其反粒子“鏡像”,如電子的反粒子是正電子。物理學上一個最大的謎團就是,我們這個世界為何由占據壓倒性地位的正常物質構成,而不是反物質。根據物理學定律,這兩種在宇宙誕生時出現的物質數量上應該沒有任何差異。
漢格斯特教授表示:“正常物質和反物質之間可能還存在一些更為基本的差異,其可能與宇宙誕生之初產生巨大能量的事件有關,這也是為什么捕獲反物質具有非常重要的意義。”
(來源:中國日報網 譯言 蔡東海 編輯:信蓮)