在2018年7月的一个多星期多的时间里，欧洲核子研究中心（CERN）的一组物理学家尝试了一种新技术来减缓以飞快的速度滑落的反物质粒子。在为期10天的观察中，这是国际合作组织ALPHA十年发展的高潮，该合作监督了高功率激光器的设计和建造。物理学家今天宣布，他们的激光可以极大地减慢反物质的速度，使其温度接近绝对零。

该小组的研究成果发表在今天的《自然》杂志上。减慢反物质的速度对于更好地理解控制普通物质的规律在处理其逆过程中的不同行为至关重要。反物质是物质的一面镜子；同样的粒子，但电荷相反。普通物质的电子带负电荷；反物质的正电子带正电荷。然后，您将获得带正电的质子和带负电的反质子，依此类推。反物质和物质在接触时会相互消灭，但值得庆幸的是，欧洲核子研究中心产生的微量反物质对我们没有构成威胁。

在我们了解反物质的93年里，我们对这种物质的实验能力有了很大的提高。现在正处于第二阶段，ALPHA项目修补了反氢原子，正电子绕着反质子运行，就像电子绕着普通氢中的质子运行一样。2011年首次捕获的反氢是此类实验的主要候选物，因为它是最简单的反原子。

减缓反原子的运动，可以使我们对其性能进行更精确地测量。“在日常生活中，您可以想象快移动的事物比慢移动的事物更难观察。” 加拿大的TRIUMF粒子加速器小组的粒子物理学家藤原诚（Makoto Fujiwara）在视频通话中说，“同样的事情在量子物理学中也会发生……。您必须观察特定属性的时间越多，您的测量就越精确。”

藤原诚说，被捕获后，反氢的运动速度就可以与最高时速的兰博基尼·加拉多（Lamborghini Gallardo）相提并论，时速仅超过360公里。物理学家用激光束发射的光子或轻粒子轰击反原子。

“一旦光子击中原子，它就会激发原子，但它也会改变原子的运动，”该项目的原子分子分光学家塔卡马萨·莫莫斯（Takamasa Momose）在一次视频通话中说，“我们所做的是控制光线，只激发接近光子的原子，并使它们减速。”塔卡马萨·莫莫斯（Takamasa Momose）是实验用激光器的制造者。

研究人员使用了称为激光冷却的轰击技术，将反原子速度减慢了一个数量级，使其达到了猎豹的速度，从而降低了它们的温度。亚原子光子基本上是该激光枪的弹药，而反原子是目标。

在如此寒冷的环境下，更容易评估粒子的行为。更好地理解这种行为可以让我们深入了解宇宙中所有的反物质发生了什么，这是粒子物理学中一个长期存在的问题。宇宙中物质远远多于反物质的不对称性，这一问题的关键在于理解越来越大的反物质结构与它们的普通物质结构相比是如何工作的。

在众所周知的道路上走下去（考虑到物理学家可以沿着不同的路径走下去，这更像是高速公路的交汇处），藤原和莫莫斯为进一步探索反物质抱有一系列希望。这里有反物质分子的问题，以及它们如何与我们日常生活中看到的分子相比。 HAICU项目是加拿大与欧洲核子研究组织（CERN）的一项加拿大合作，计划于2027年至2036年之间的某个时间开始。该项目的目的是建造一个反原子喷井，研究小组将用这个喷泉将成群的反原子抛入自由空间，并观察它们如何掉落。

HAICU之前的项目是欧洲核子研究组织（CERN）正在进行的一项旨在测量引力对反物质影响的项目，称为Alpha-g。“我们要做的是给一个反氢原子充电，看它如何掉下来，看它是否与正常物质完全一样。” 藤原说，“如果原子很热，它们移动得很快，那么当您释放它们时，它们无处不在。我们看不到引力在做什么，但是，如果您使反氢原子运动变得很慢，它们对重力的反应就会更加敏感。”

研究人员希望有关宇宙特性的问题能够最终得到解答。反物质是无害的，因为它的含量很少。不过，当这种结构变得更加复杂时，事情可能会变得非常有趣——想象一下整个反物质分子。不过，首先要做的是：让我们掌握一下他们的物理知识。