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新方法可将反氢原子温度降低25倍

zj2635

2013/01/10

中国科技网讯据物理学家组织网1月7日（北京时间）报道，最近，一个由美国和加拿大科学家组成的国际研究小组，提出了一种为陷落反氢原子制冷的新方法，能使反氢原子温度比现在所能达到的温度低25倍，使它们更稳定，便于开展各种实验操作。研究人员指出，该成果有可能大大推动反物质实验进步，帮人们揭示反物质迄今未知的神秘性质。相关论文发表在最近的国际物理学会（IOP）出版物《物理学杂志B辑：原子、分子与光学物理》上。

反氢原子是在超高真空陷阱中，将反质子射入正电子等离子体而形成。在此过程中，反质子会捕获一个正电子，成为一个处于激发态的反氢原子，相对于它们的陷落深度而言，其能量较高，会干扰人们对其性质的检测。降低反氢原子能量的方法主要是用激光将其降低到极低温度。这一过程叫做多普勒冷却（Doppler cooling），已经比较成熟。

测量反物质要求严格的参数限制。“造出必需数量的波长在121纳米的激光，并使这种光配合反氢原子捕获实验，这并非琐碎研究。”论文合著者、美国奥本大学教授弗朗西斯·罗拜奇奥克斯说，经过一系列计算机模拟，他们证明了该方法能将反氢原子冷到约20毫开，而目前纪录为500毫开。

“降低了反氢原子能量，对其所有参数的检测就可能更加精确。我们的方法能使陷落的反氢原子平均能量降到不足原来的1/10。”罗拜奇奥克斯说，“反氢原子实验的最终目标是将它们的性质与氢原子作比较，降低其能量是实现该目标的重要一步。”

“无论过程是什么，反氢原子的运动速度越慢，就会陷落得越深，由此损失也会越少。”罗拜奇奥克斯说。2011年，欧洲核子研究中心（CERN）报告说，他们将反物质陷落时间延长到1000秒，一年后，人们对反氢原子进行了首次实验。虽然控制陷落反氢原子的技术过程已广为人知，但研究人员认为，激光致冷还能使反氢原子被陷落的时间大大增加。

造出更冷的反氢原子，还可用于测量反物质的重力性质。论文合著者、加拿大国家粒子与核物理国家实验室的藤原诚说，至今还没人见过反物质在重力场中是上升还是下降，要实现这一观察，激光致冷技术是非常重要的一步。（记者常丽君）

总编辑圈点

当1克物质和1克它的反物质相撞湮灭时，迸发出的能量无可比拟。如果用反物质来制造武器，只需几克便可摧毁地球；如果想把人类送上火星，需要千万吨以上的化学原料，而几十毫克的反物质燃料就能办到。反物质的“超能量”无疑吊足了科学家的胃口，尽管目前只在实验室中制造并短暂捕捉到了反物质原子，而文中提到的激光致冷技术，在让反氢原子温度大大降低的同时，也使科学家离揭开反物质的“神秘面纱”又“近了一步”。

《科技日报》（2013-01-08 一版）

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沧海青城

第1楼2013/01/18

应助达人

这种温度降低有何实际用途呢

0

zj2635

第2楼2013/01/19

温度降低的技术只是因，关键是它的果，即制造反物质，而反物质的潜在用途在总编的总结中已经作了充分描述。
沧海青城(lgt228) 发表:这种温度降低有何实际用途呢

0

沧海青城

第3楼2013/01/19

应助达人

那要是真的被做成了武器，那岂不是.......
zj2635(zj2635) 发表:温度降低的技术只是因，关键是它的果，即制造反物质，而反物质的潜在用途在总编的总结中已经作了充分描述。

0

zj2635

第4楼2013/01/20

但和平利用对于人类的贡献更大。
沧海青城(lgt228) 发表:那要是真的被做成了武器，那岂不是.......

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沧海青城

第5楼2013/01/20

应助达人

但愿如此吧，美国佬可不见得是这样想
zj2635(zj2635) 发表:但和平利用对于人类的贡献更大。

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