科學家將捕獲的反氫原子保持1000秒

　　1000秒并不太長，但對于歐洲核子研究中心（CERN）反氫激光物理裝置（ALPHA）項目的物理學家來說，卻是4個數量級的重大突破。據美國物理學家組織網5月4日報道，CERN此前的記錄是捕獲了38個反氫原子并保持了172毫秒，而本次實驗捕獲了309個反氫原子并保持了1000秒，為進一步證明反物質屬性鋪平了道路。

　　特殊反物質概念是現代科幻小說和電影的最愛，在大眾心理層面產生的效果經常會扭曲了反物質的真實性質，或對使用反物質帶來的后果產生誤解。因此，任何CERN取得的新進展，都可能引發更多聯想。

　　由粒子和反粒子構成的原子很不穩定，通常僅能存在不到1微秒。而反氫原子完全由反粒子構成，被認為是穩定的，成為精確研究物質—反物質對稱體系的最佳目標。反氫原子和氫原子是否具有同樣的能級？它和重力會怎樣反應？反氫原子在重力作用下會向下落還是向上升，抑或是以其他某種人們想不到的方式？CERN進行的系列實驗正是要回答這些問題。

　　ALPHA項目研究小組在反質子和正電子結合的時候，將其冷卻以降低能量制造出反氫原子，低能態讓反氫原子在磁阱中保持一團云狀。在實驗中，研究人員捕獲了309個任意速度的反氫原子，它們在跟各種微量氣體碰撞而徹底湮滅或者得到能量逃出磁阱之前，持續存在了1000秒時間。

　　研究人員指出，這意味著ALPHA小組掌握了捕獲更多反氫原子的技術。下一步計劃是冷卻一小群反氫原子，以觀察它們在重力作用下是升還是降，回答有關反物質屬性的關鍵問題之一。

　　實驗還首次測量了被捕獲反氫原子的能量分布。根據計算顯示，大部分被捕獲的反氫原子處于基態。這些研究拓寬了進一步實驗的范圍，包括精確研究CPT（電荷—宇稱—時間反演）對稱、凸顯萬有引力效應的制冷溫度等，也為系統地研究磁阱動力學提供了關鍵工具。