欧核中心高精度测量反氢的物理性质

科学日报北京2月19日电(记者张)欧洲核子物理中心在反物质研究方面取得突破。根据19日发表在英国《自然》杂志上的一篇关于粒子物理学的论文，欧洲粒子物理研究所首次报道了反氢物理性质的高精度测量。以前，这种物理性质仅限于理论预测，但现在它终于完成了对自然界基本对称性的重要测试。

检测和比较物质和反物质的性质有助于人类理解宇宙的形成——在今天的宇宙中，物质比反物质更普遍，但根据粒子物理学的经典模型，大爆炸后，物质和反物质的数量应该是相同的，这是物理学中的一大难题。

作为宇宙中最简单的原子，氢的精细结构已经得到了充分的研究，但是在反氢方面还没有相关的进展。因为反物质很难产生和捕获，一旦它与物质接触就会湮灭，这给科学家测量它的性质带来了挑战。

这一次，欧洲核中心的阿尔法小组进行了最新的观察。丹麦奥尔胡斯大学的物理学家杰弗里·亨斯特和其他人报告说，在反氢原子中观察到了“兰姆位移”。这种效应最初是在氢中发现的，描述了氢原子两个能级之间的能量差异。该团队的测量结果与科学家们对氢的观察和反氢的预测相一致，反氢突出了物质和反物质之间的对称性，是对自然界基本对称性的测试。

在相应的《新闻与观点》一文中，德国美因茨大学的物理学家伦道夫·保罗认为，最新的观察结果与理论一致，反氢符合氢的性质。这些结果为人类进一步研究反氢打开了大门。之后，科学家可以进一步测试反氢的量子电动力学性质，或者启动粒子物理标准模型的定向测试。

欧洲核子研究中心的阿尔法装置被认为是捕捉反物质的“利器”。该项目之前使用了一个特殊的磁场来“捕捉”反氢原子达1000秒。它还分析了反物质和重力之间的相互作用，并完成了反物质原子光谱测量。