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科学家高精度测量反物质

科普小知识2021-11-16 01:26:09
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最近,《自然》杂志发表的一篇论文报道了迄今为止对暗物质最精确的光谱测量。这一发现不仅证明了反原子光谱学的能力,还将反物质过敏检测向前推进了一步。

解释为什么大爆炸中幸存的是物质,而不是反物质一直是物理学家面临的挑战。因此,获取反物质并了解其特性具有重要意义。在光谱学中,原子跃迁的特征是由原子的激光激发和对它们如何吸收或发射光的检查来确定的。虽然同样的技术可以用来研究反原子,但是反物质很难产生和捕获,所以很难测量它的特性。

2017年,欧洲核研究委员会(CERN)的阿尔法合作小组在《自然》杂志上发表了一篇论文,报道了激光驱动的反氢1s–2s跃迁(从基态到激发态)的实验观察。现在,丹麦奥尔胡斯大学的杰弗里·杭斯特和他来自同一合作小组的同事们已经详细描述了过渡的超精细组成部分之一的特征。

该团队研究了大约15,000个反氢原子,这些原子被磁俘获在一个长280毫米、直径44毫米的圆柱体中。研究人员进行了10周的测量,发现反氢跃迁的共振频率与氢的1S到2S跃迁的预期频率一致,测量精度为万亿分之二。(张张)