反氢内基准能量跃迁首次实现 向冷却和操控反物质更近一步

《科学日报》北京8月23日电(记者刘霞)据美国《每日科学》网站22日报道，加拿大和欧洲核研究中心的物理学家在今天出版的《自然》杂志上写道，他们第一次意识到并观察到了反氢内部标准——莱曼-阿尔法跃迁的原子能跃迁，这是向冷却和操纵反物质的基本形式又迈进了一步。

“莱曼-α跃迁是普通氢原子中最基本和最重要的跃迁。负责最新研究的不列颠哥伦比亚大学(UBC)的化学家和物理学家基奈·晓云说:“在反氢中捕捉到同样的现象，开启了反物质科学的新时代。”。

100多年前，科学家首次观察到氢中的莱曼-α跃迁——当氢原子的电子从低轨道转移到高轨道时，它会发出一系列的紫外线辐射。在这项研究中，基奈·肖云的团队和加拿大欧洲粒子物理研究所阿尔法反氢国际团队携手合作，用磁法在真空中捕获了数百个反氢原子，并利用持续纳秒的激光脉冲实现了相同的跃迁。

肯尼·肖云的团队正在开发一种激光系统来控制反氢。他们说:“这种方法是冷却反氢的一种方法。这将大大提高测量精度，并使我们能够测试反物质和重力是如何相互作用的——这仍然是一个未解之谜。”

反物质会与物质相互作用并湮灭，因此很难捕捉和“处理”。然而，对反物质的研究将有助于揭示宇宙中的一个重大谜团:为什么应该和物质数量相等的反物质在大爆炸中几乎全部消失了？

“观察反氢中的莱曼-α跃迁使我们更接近于回答物理学中的一些重要问题，”欧洲粒子物理研究所阿尔法小组发言人傅说。在过去的几十年里，科学家们利用光学操纵和激光冷却彻底改变了原子物理学的面貌。有了新的结果，我们可以开始使用同样的工具来探索反物质的奥秘。"

除了捕获足够数量的反氢原子，激光系统组件的微调还需要几年时间。该团队随后将使用创新的激光技术来帮助生成冷原子和致密的反原子样品，用于精密光谱学和重力测量。