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超低溫新型激光冷卻可“困住”反物質原子

星之球科技 來源:騰訊科學2013-01-09 我要評論(0 )   

據國外媒體報道,近日研究人員提出了一種探索反物質的方法,通過低溫冷凝技術捕捉反氫原子,進而揭開難以捉摸的神秘反物質之謎。來自美國和加拿大的研究人員試圖通過低...

       據國外媒體報道,近日研究人員提出了一種探索反物質的方法,通過低溫冷凝技術捕捉反氫原子,進而揭開難以捉摸的神秘反物質之謎。來自美國和加拿大的研究人員試圖通過低溫“困住”反氫原子,強大的激光冷卻技術可以使得這些物質更加穩定,更容易用于實驗研究。目前該方法已經發布在《物理學雜志B》刊上。

 

超低溫新型激光冷卻可“困住”反物質原子

 

1.反物質可作為宇宙航行的動力系統

科學家認為反氫原子可以形成于超高真空阱中,通過向帶正電子的等離子體中注入質子,產生的原子作用過程會導致反質子捕獲正電子,并激發形成反氫原子。通常情況下,反氫原子具有一定的能量,將影響對其進行測量的研究,因此可以采用激光冷卻的方法將溫度降低。

美國奧本大學的教授Francis Robicheaux是本項研究論文的合著者,他認為減少反氫原子的能量有助于對其參數進行更加精確的測量,這些反氫原子實驗的最終目標是確定它們的屬性,并與氫原子進行對比,而激光冷卻反氫原子是實現該目標的重要一步。冷卻機制被稱為多普勒冷卻,可以用于冷卻原子,但科學家認為即便在121納米特定波長下,捕捉反氫原子也存在困難,不過這種努力是值得的。通過電腦模擬實驗,研究人員發現反氫原子可冷卻到大約20 毫開爾文,但是目前冷卻的記錄為500毫開爾文。

在2011年,歐洲核子研究中心的報告稱已經取得了1000秒的反物質捕捉時間,就在一年后,科學家通過磁場困住了反氫原子,盡管反氫原子的捕獲控制技術還并不成熟,但研究人員認為激光冷卻技術可以增加“困住”反氫原子的時間。加拿大國家重點實驗室博士Makoto Fujiwara認為對反氫原子的冷卻也可以研究反物質的引力屬性,因此激光冷卻技術會是重要的一步。

 

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