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美科學家正研制為反物質稱重設備

發布時間:2014-04-04 作者: 來源:中國科技網 瀏覽:2028

      “牛頓因蘋果從樹上墜落而產生有關萬有引力靈感”的傳奇故事至今為人津津樂道。那么,蘋果的反物質??“反蘋果”究竟是上升還是下落?這個問題一直困擾著物理學家。不過,美國科學家正在研制的一套給反物質稱重的設備或許能揭曉答案。
      反物質與物質有些方面完全一樣,而有些方面則完全相反。例如,質子與反質子質量相同,但所帶電荷完全相反。另外,當粒子與其反粒子相遇時會相互湮滅,釋放出巨大能量,1克反物質與1克物質相互湮滅產生的能量約為第二次世界大戰中美國向日本廣島投放的原子彈所釋放能量的兩倍。
      加州大學伯克利分校的物理學家霍爾格?穆勒4月1日(北京時間)接受趣味科學網站采訪時說:“我們并沒有真正理解反物質。比如,基本物理學法則表明,宇宙中物質和反物質的數量應該相等,但觀察結果卻顯示,物質遠多于反物質,我們至今也未找到一致認可的解釋?!?BR>      另外,引力也被籠罩著多層神秘面紗。例如,天文學家們在觀察星系如何旋轉時發現,讓星系緊密簇擁在一起的引力比他們認為的要大得多。穆勒說:“科學家們普遍認為這些引力來自暗物質,但沒人知道其‘廬山真面目’?!?BR>      最重要的是,科學家們一直想知道,反物質是否同普通物質一樣,由于引力作用向下落。而解答這個問題的直接證據很難通過實驗收集到,因為反物質很罕見,而且與普通物質接觸時會湮滅。穆勒說:“此前還沒有人將反物質和引力結合起來進行實驗,有些人獲得了間接證據,但最簡單的實驗??讓一簇反物質下落,然后觀察會出現什么情況,還未曾有人做過。觀察反物質和引力的相互作用或許是我們獲得新物理學發現的美妙契機?!?BR>      穆勒團隊正在研制的是一款光脈沖原子干涉儀,其能測量任何粒子(原子、電子及其反粒子等)的行為。粒子被冷卻到絕對零度后,其行為與波類似。通過分析這些“物質波”間的相互干涉情況,科學家能區分出每個粒子所受的引力。他們計劃將這款設備整合進歐洲核子研究中心(CERN)的阿爾法(ALPHA)實驗內,后者旨在制造、捕獲和研究氫原子(最簡單的原子)的反物質“反氫原子”。
      因為用來進行實驗的反氫原子很少,所以最新系統必須能“回收”每個原子。磁場會捕獲這些原子,因此該設備能對每個原子的一舉一動進行多次測量??茖W家們希望這套系統在測量反氫原子是上升還是下落時的精度最初能超過1%。

    總編輯圈點
      如果你左手夾一顆花生豆,右手夾一顆反物質花生豆,慢慢把它們湊到一起……“嘣!”它倆消失了,你也被爆炸吞噬。反物質之所以難得一見,是因為它一遇上正物質就同歸于盡,釋放出能量。所以即使制造出反物質原子,也無法用容器裝它,也不能用砝碼去稱。只能通過電磁場的變化來研究。給反物質稱重,主意很簡單,卻沒人做到過。鏡子里面的“反宇宙”是否遵循鏡子外面的宇宙規律?這讓人好奇得很。

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