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科學家發現了新物質,可能會改變人類的生命,科學家也不敢相信

在時間倒流的映象宇宙中,將物質換成反物質應該只會使我們重現我們都熟悉的現實,我們的宇宙和奇異的反物質映象宇宙看起來將完全相同。

但是,如果沒有呢?在當今物理學中,這種可能性不大可能出現,這可能會為研究人員開啟一個全新的視野,使之成為一個值得我們追尋的問題。

不幸的是,反物質並不是那麼容易研究的東西。這是一個很難獲得的東西,當它遇到普通物質時容易在一陣伽馬射線中消失,即使當您收集足夠的東西進行檢查時,它也以驚人的速度四處飛散。

對於某些研究,這不一定是一個大問題。但是,如果要測量引力對其細小粒子的軟拉力,它應該儘可能靜止不動是最好的。

多年來,歐洲核研究組織(CERN)的ALPHA實驗一直在研究一種方法,透過巧妙地應用精心調諧的鐳射器來猛擊反物質粒子上的制動器。

這些實驗終於取得了成果,從一級方程式賽車的速度到在郊區街道上行駛的汽車的速度,成功地減緩了反氫粒子(與氫相反的反物質,是所有元素中最輕的)。

我們已經設法透過混合和匹配各種使能量從其周圍環境中洩漏出來的方法,使普通物質幾乎停滯不前。減緩反物質的速度是更大的挑戰,要求嚴格的方法不包括將其撞到物質顆粒中,因為這會導致其立即分解成輻射閃光。

減速器技術已經成功地將反物質的整個原子從近光速減慢到近幾十年來更易於控制的速度。這足以使物理學家進行至少一些測試,例如消除反氫光譜。

到目前為止,這些研究的結果表明,氫和反氫除電荷相反外基本相同。確實有點令人失望——任何差異都可以告訴我們,為什麼一種物質形式一直存在於另一種形式之上,從而創造出我們都認識和喜愛的宇宙。

儘管如此,儘管質量相同,引力對其中一個比另一個更多一點。或者,也許還有其他某種力量以我們尚未掌握的方式對反物質產生了微妙的影響。

為了對這些問題採取有效措施,我們需要進一步放慢反物質的速度:ALPHA的過程透過用光子對反原子進行彈射來減慢反原子的速度,而這不會在無意間同時攪動它們。

就像普通的氫原子一樣,反氫原子也會吸收和散射光子,從而失去或獲得動量。僅當光頻率正確時才會出現這種效果。太高或太低,光波都會直接透過。

研究人員對鐳射器進行了適當的調整,以考慮到反氫原子流向光源的速度,以確保光子在遇到時處於最佳頻率。大約發生十二次碰撞後,每小時移動約300公里(剛好超過180英里)的粒子可以減慢到每小時50公里(約30英里)以下。

相反,從鐳射器中衝出的粒子在其相對頻率上是不可見的,從而避免了加速反衝。

“使用這種技術,我們可以解決長期存在的謎團,例如:‘反物質如何對引力作出反應?反物質可以幫助我們理解物理學中的對稱性嗎?’”不列顛哥倫比亞大學的高等化學工程學院物理學家高塔·摩莫塞(ALPHA的加拿大團隊成員之一)說,“這些答案可能從根本上改變我們對宇宙的理解。”

我們需要等待一段時間,然後才能看到此類實驗的結果,併為發現反物質的秘密做好準備。但是也許,這就是我們窺見那個映象的,時光倒流的,反宇宙的東西,它看起來比我們目前最好的理論更陌生。

這項研究發表在《自然》雜誌上。

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