激光冷却技术更进一步 可“困住”反物质原子

       反物质是正常物质的反状态。当正反物质相遇时，双方就会相互湮灭抵消，发生爆炸并产生巨大能量。能量释放率要远高于氢弹爆炸。 虽然已有科学家证明了反物质在宇宙中的存在，但是在地球上却很难发现，而要想研究反物质，只有通过最简单的氢原子着手，在实验室制造并捕捉反氢原子。但是由于在正常情况下反氢原子会与正物质发生湮灭并消失，所以捕捉反氢原子还存在一定的难度。而就在近日，科学研究人员发现可以利用强大的激光冷却技术可以困住反氢原子，并且使它更稳定不易消失。

       据国外媒体报道，近日研究人员提出了一种探索反物质的方法，通过低温冷凝技术捕捉反氢原子，进而揭开难以捉摸的神秘反物质之谜。来自美国和加拿大的研究人员试图通过低温“困住”反氢原子，强大的激光冷却技术可以使得这些物质更加稳定，更容易用于实验研究。目前该方法已经发布在《物理学杂志B》刊上。

       科学家认为反氢原子可以形成于超高真空阱中，通过向带正电子的等离子体中注入质子，产生的原子作用过程会导致反质子捕获正电子，并激发形成反氢原子。通常情况下，反氢原子具有一定的能量，将影响对其进行测量的研究，因此可以采用激光冷却的方法将温度降低。

       美国奥本大学的教授Francis Robicheaux是本项研究论文的合著者，他认为减少反氢原子的能量有助于对其参数进行更加精确的测量，这些反氢原子实验的最终目标是确定它们的属性，并与氢原子进行对比，而激光冷却反氢原子是实现该目标的重要一步。冷却机制被称为多普勒冷却，可以用于冷却原子，但科学家认为即便在121纳米特定波长下，捕捉反氢原子也存在困难，不过这种努力是值得的。通过电脑模拟实验，研究人员发现反氢原子可冷却到大约20 毫开尔文，但是目前冷却的记录为500毫开尔文。

       在2011年，欧洲核子研究中心的报告称已经取得了1000秒的反物质捕捉时间，就在一年后，科学家通过磁场困住了反氢原子，尽管反氢原子的捕获控制技术还并不成熟，但研究人员认为激光冷却技术可以增加“困住”反氢原子的时间。加拿大国家重点实验室博士Makoto Fujiwara认为对反氢原子的冷却也可以研究反物质的引力属性，因此激光冷却技术会是重要的一步。

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