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主題: 歐洲核子研究中心首次測量到反物質中的量子效應 作者: peter 於 2018-09-19 00:58:56 歐洲核子研究中心首次測量到反物質中的量子效應
== 物理學家首次用反物質，測試物理學中最著名的實驗之一 https://kknews.cc/science/zexbbgg.html 在1801年首次進行的雙縫實驗的最基本版本中，物理學家朝一個帶有兩條狹縫的平板發射一束光。穿過狹縫的光線照射到螢幕上，由於穿過兩條狹縫的兩束光波之間發生了干涉，因此產生了一系列明暗相間的條紋。 這種干涉證明了光不僅僅是由經典粒子構成的，同時還是波。 自那之後的幾個世紀裡，科學家用不同的粒子（比如電子、中子和分子）來重複雙縫實驗，均表明這些不同的粒子也是波。實驗甚至表明，單個粒子可以同時通過兩條狹縫，並自我干涉。 這些實驗均表明量子力學精確地描述著宇宙的運行方式，但之前，它還從未用反物質束來完成。這是因為反物質非常稀有，它很難被創造出來，而要在實驗裝置中製造出一束反物質就更加困難了。 現在，瑞士伯爾尼大學的Akitaka Ariga和他的同事通過觀測電子的反物質——正電子之間的干涉，完成了反物質版本的雙縫實驗。從下圖中我們可以看到實驗的基本裝置，放射性鈉會以每秒約5000次的速度發射正電子。正電子穿過兩個可以將它們聚焦成束的圓孔。接著，正電子會瞄準氮化矽衍射光柵（光柵是由大量等寬等間距的平行狹縫構成的光學器件）。那些穿過狹縫的正電子會擊中一個表現的像照相版一樣的螢幕，記錄著每一個正電子的撞擊位置。 (https://i1.kknews.cc/SIG=1m43tlo/ctp-vzntr/1537280016296o6os1r95n6.jpg) 實驗中，每秒大約只有100個正電子會擊中螢幕，所以這個實驗要運行200個小時才能產生足夠強的信號。最後得到的圖案正是預期中的明暗條紋，表明正電子波也會相互干涉。 當然，這並不是我們第一次證明反物質粒子也表現的像波一樣。這個實驗實際上是研究人員正在努力研究引力對反物質影響的第一步。一個懸而未決的大問題是，反物質在引力作用下的行為是否如普通物質一樣，又或者它會向上漂浮？研究人員的最終目標是，確定當正電子受到不同強度的引力作用時，干涉圖案會發生怎樣的變化。 或許引力對反粒子和粒子的作用並不完全相同，這也許是宇宙是由物質構成的而不是由反物質構成的部分原因。 即便引力對物質和反物質的作用真的有所不同，那也將是非常細微差別，所以我們需要非常精確的實驗才能揭示這種變化。即使是整個地球的引力，對單個粒子的影響也是非常小的。這是一個有趣且充滿挑戰的實驗技術，需要科學家的長期努力才能實現。 參考來源： [1] https://www.newscientist.com/article/2179061-antimatter-seen-in-two-places-at-once-thanks-to-quantum-experiment/ [2] https://arxiv.org/pdf/1808.08901.pdf 原文網址：https://kknews.cc/science/zexbbgg.html 主題: 回覆： 物理學家首次用反物質，測試物理學中最著名的實驗之一 反物質版本的雙縫實驗 作者: peter 於 2020-02-21 14:41:51 歐洲核子研究中心首次測量到反物質中的量子效應
https://www.cnbeta.com/articles/science/946469.htm 欧洲核子研究中心的阿尔法团队将反质子减速器释放的反质子与反电子结合，创造出了反氢原子。然后将它们限制在一个超高真空的磁阱中，防止它们与物质接触并湮灭。然后，用激光照射被捕获的原子，以测量它们的光谱响应。 公报指出，这项技术有助于测量已知的量子效应，比如所谓的精细结构和兰姆移位中的原子某些能级的微小差异，这项研究首次在反氢原子中测量了这些量子效应。 研究人员表示，关于物质与反物质差异的任何发现都会动摇基础粒子物理的标准模型。此次测量得以深入探索反物质相互作用的各个方面，这是研究人员长期以来一直期待着解决的问题。 研究人员说，接下来的目标是用最新的激光冷却技术来冷却大量反氢原子样品，这些技术将改变反物质研究，并将实现在物质和反物质之间前所未有的高精度比较。相关研究成果已在英国《自然》杂志上发表 |