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深度解读

加拿大激光的突破使物理学家接近冷却反物质

johnny来源:百家号2018-10-08我要评论(0)

导语:欧洲核子研究中心的物理学家首次观察到反氢原子能转换的基准,这是冷却和操纵反物质基本形式的重要一步。Lyman-alpha转变

导语:欧洲核子研究中心的物理学家首次观察到反氢原子能转换的基准,这是冷却和操纵反物质基本形式的重要一步。“Lyman-alpha转变是常规氢原子中最基本,最重要的转变,并且在反氢中捕获相同现象开辟了反物质科学的新时代,”不列颠哥伦比亚大学化学家兼物理学家Takamasa Momose说。用于操纵反氢的激光系统的发展。

“这种方法是冷却反氢的途径,它将大大提高我们的测量精度,并允许我们测试反物质和重力如何相互作用,这仍然是一个谜。”“这种方法是冷却反氢的途径,它将大大提高我们的测量精度,并允许我们测试反物质和重力如何相互作用,这仍然是一个谜。”

反物质因物质的影响而被湮灭,以捕获和使用而闻名。但是它的研究对于解决宇宙中一个重大的奥秘至关重要:为什么反物质在大爆炸时应该与物质存在相同,几乎消失了。

加拿大CERN ALPHA反氢研究合作发言人Makoto Fujiwara和加拿大粒子加速器中心TRIUMF的物理学家Makoto Fujiwara说:“这让我们更接近回答物理学中的一些重要问题。” “在过去的几十年里,科学家们已经能够使用光学操作和激光冷却彻底改变原子物理学,结果我们可以开始应用相同的工具来探测反物质的奥秘。”由反质子和正电子组成的反氢原子是氢原子的反物质对应物,由具有轨道电子的单个质子构成。

所谓的莱曼-α跃迁,首次见于氢气100多年前,当氢原子的电子从低轨道转移到高轨道时,被测量为一系列紫外线辐射。使用持续纳秒的激光脉冲,Momose,Fujiwara,加拿大同事以及欧洲核子研究中心的国际ALPHA合作,能够实现在真空中磁捕获的数百个反氢原子的相同转变。除了捕获许多反氢原子足以与它们一起工作的真正挑战之外,微调激光系统组件需要数年时间。

“你实际上看不到你用来激发反氢并转移轨道的激光脉冲,”Momose说。“所以,我们的团队基本上是在盲人工作和解决激光系统问题!”该团队的下一步是利用激光创新技术帮助生成冷原子和密集的反原子样品,用于精密光谱和重力测量。

ALPHA是一个国际反物质研究合作机构,总部设在欧洲核子研究中心,由来自8个国家的50名科学家组成。加拿大ALPHA团队由来自不列颠哥伦比亚大学(UBC),TRIUMF,西蒙弗雷泽大学,卡尔加里大学和约克大学的科学家和学生组成。Lyman-alpha激光团队由Takamasa Momose(UBC)领导,由来自UBC,TRIUMF和卡尔加里的科学家,学生,博士后组成。ALPHA-加拿大的研究部分由NSERC,NRC / TRIUMF和CFI资助。

在欧洲核研究组织,物理学家和工程师正在探索宇宙的基本结构。他们使用世界上最大和最复杂的科学仪器来研究物质的基本成分, 基本粒子。使颗粒以接近光速的速度碰撞在一起。该过程为物理学家提供了关于粒子如何相互作用的线索,并提供了对自然基本定律的见解。

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