CERN反物质实验产生第一束抗氢

时间：2021-05-19 07:52:11 来源：

CERN的ASACUSA实验（图片：Yasunori Yamakazi）

一个新出版的研究描述了CERN的ASACUSA实验是如何首次产生抗氢原子束。

CERN的ASACUSA实验首次成功地制造了抗氢原子束。在本质上发表的论文中，ASACusa协作报告了80个抗氢原子的明确检测2.7米在其生产下游，其中最初使用的磁场的扰动影响为生成抗自动凋亡。该结果是朝向抗氢原子的精确高血清光谱的重要步骤。

到目前为止，宇宙中从未观察过原始反物质，其缺席仍然是一个重要的科学谜。然而，通过混合由反罗素减速器产生的抗电极（正弦）和低能量反气旋，可以在CERN的实验中产生大量的抗氢。

预测氢和抗氢性的光谱预测是相同的，因此它们之间的任何微小差异会立即为新物理开放窗口，并可以帮助解决反物质谜。由于其单一质子伴随着一个电子，氢是最简单的现有原子，以及现代物理学中最精确的研究和最佳理解的系统之一。因此，氢气和抗氢原子的比较构成了对物质/反物质对称性的高精度测试的最佳方法之一。

当他们遇到时立即消灭物质和反物质，所以除了产生抗氢原子之外，物理学家的一个关键挑战是让抗伞远离普通物质。为此，实验利用抗氢性磁性（与氢气类似），并使用非常强烈的非均匀磁场来捕获足够长的抗伞运动来研究它们。然而，强磁场梯度降低了（抗）原子的光谱性质。为了允许清洁的高分辨率光谱学，Asacusa合作开发了一种创新的设置，将抗氢原子转移到可以在飞行中研究的区域，远离强磁场。

“抗氢原子没有收费，将它们从陷阱运送是一个很大的挑战。我们的结果非常有前途对于抗氢原子的高精度研究，特别是高精细结构，氢气的两个最着名的光谱性能之一。其在抗氢性中的测量将允许最敏感的物质/反物质对称性测试。我们期待着今年夏天重新启动，更加改善，“日本瑞克·斯库萨协作的团队领导者Yasunori Yamazaki说。ASACUSA实验的下一步将是优化抗氢束的强度和动力能量，并了解更好的量子状态。

近年来，CERN的反物质实验的进展一直在加速。2011年，α实验宣布诱捕抗氢原子1000秒，并报告了2012年捕获钝化凝固性的高血清过渡的观察。2013年，atrap实验宣布首次直接测量Antiproton的磁矩，分数精度为4.4份百分之零。

出版物：N.Kuroda等，“飞行中的抗氢氧化谱的源泉，”自然通信5，物品编号：3089; DOI：10.1038 / ncomms4089

图像：Yasunori Yamakaz.

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