神秘的「反氫」粒子揭示了不可思議的量子效應

2023-04-01 05:17:24

揭示了不可思議的量子效應

天文學在線

一個冒泡的、嘈雜的真空充滿了量子空間，扭曲了宇宙中每個氫原子的形狀現在我們知道它也扭曲了氫的「瘋狂世界」中的反物質孿生兄弟:反氫

中的一張照片顯示了雷射在反氫雷射物理裝置中工作的反物質實驗。(照片:歐洲粒子物理研究所/阿爾法實驗室)

反物質是一種鮮為人知的物質，在我們的宇宙中非常罕見。它幾乎完美地模擬了物質，但它的所有屬性都與物質相反。例如，電子是帶負電荷的微小物質顆粒。他們的反物質是帶正電荷的微小「正電子」將一個電子和一個質子(一個更大的帶正電的粒子)結合起來，你就得到一個簡單的氫原子。

結合了一個反物質正電子和一個「反質子」,你得到了反氫當普通物質和反物質接觸時，物質粒子和反物質粒子會相互湮滅目前，反物質似乎是物質完美而對立的孿生兄弟。物理學中的一個主要謎團是:為什麼反物質在宇宙中只扮演一個小角色，而物質將開始主宰空間？找出兩者之間的差異有助於解釋現代宇宙的結構。

發表在《自然》雜誌上的這項新研究的共同作者、歐洲粒子物理研究所的加拿大粒子物理學家良子·藤原說:「蘭姆位移是發現正常原子和反原子之間區別的一個好方向。」自1947年以來，量子物理學家就知道這種奇怪的量子效應。它以亞利桑那大學的物理學家威利斯·蘭姆的名字命名。在第二次世界大戰後美國物理學家的第一次重要會議上，物理學家蘭姆揭示了氫原子之間比預測的更大的差距。「簡而言之，蘭姆位移是「真空」效應的物理表現，」藤原在接受《天文學在線》雜誌採訪時說:「當你想到真空的時候，你會認為真空是「一無所有」然而，根據量子物理學的理論，真空中充滿了所謂的虛無的「量子」，這種量子會不斷波動。「

這種生命是短暫的，好像沒有粒子是因為未知的原因奇蹟般地創造出來的，並對周圍的宇宙產生了真正的影響例如，在氫原子內部，它產生一個推力，將質子和電子分開。這個意想不到的發現為蘭姆贏得了1955年諾貝爾物理學獎。

雖然物理學家已經知道蘭姆位移幾十年來已經改變了氫原子的結構，但是他們仍然不知道它是否也影響反氫原子藤原和他的合作者想知道這種效應是否也適用於反氫原子。

藤原告訴天文學在線:「我們研究的總體目標是看看氫原子和反氫原子之間是否有區別。我們不知道這種差異會在哪裡出現。」為了研究這個問題，研究人員在歐洲核子研究中心(CERN)的反氫雷射物理裝置(ALPHA)反物質實驗中煞費苦心地收集了反氫原子的樣本藤原說，實驗室設備需要幾個小時才能產生足夠的反氫原子實驗樣品。

設備將物質限制在排斥物質的磁場中。然後，研究人員用雷射拍攝捕獲的反氫原子，研究反物質如何與光子相互作用，從而揭示反原子的不同隱藏屬性

反氫相當於氫的反物質因為普通的氫原子由電子和質子組成，反氫原子由正電子和反質子組成。科學家希望通過研究反氫，為他們研究物質宇宙中物質多於反物質的問題提供一些線索。

參考

1。維基百科全書

2。天文術語

3。Rafi Letzter -ICOSY、singularity、夢想家、食神

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