據英國廣播(bō)公司(sī)(BBC)近(jìn)日報道,普通(tōng)物質能吸引宇宙中所有其他物質,但普通物質的(de)另一半反物質會向其施加“反重力”還是排斥力(lì)一直是個未解之(zhī)謎。現在(zài),美國科學家在《物理評論快報》雜誌發表論文指出,他們已經準備好了穩定的電子和正電(diàn)子(電子(zǐ)的反物質)對,希冀借此揭(jiē)開(kāi)“反重力”的謎團。
物理學領域的每個(gè)粒子都有一(yī)個與之相對應的反粒子,兩者的質(zhì)量、壽命、自旋都相同,但反粒子的所有內部(bù)相(xiàng)加性量(liàng)子數(如電荷、重子數、奇異數(shù)等)都與粒子大小相同、符號相反。如果反(fǎn)粒子按(àn)照通常粒子那樣結合起(qǐ)來就形成了反原子。由反原子構成的物質就是反物質。
現有物理學認為,宇宙誕生伊始曾經(jīng)產生了等量的物質(zhì)與反物質,但是,兩者一旦接觸便會相互(hù)湮滅抵消,發生爆炸並產生巨大能量。然而,出於某種原因,當今世界主要由(yóu)物質構成。正反物質的不對稱疑團,是物理學界所麵臨的(de)一大挑戰。
讓物質與反物(wù)質區別開(kāi)來的一(yī)個特征是(shì)反物質的重力行為。大多數科學家認為,反物質被吸引到普(pǔ)通物質上。但也有一些科學家認為,反物質可能排斥(chì)物質。物質與反物質之間究竟是吸引力還是排斥力對於了(le)解宇宙的起源具(jù)有重要的意義,它(tā)也有助(zhù)於(yú)解釋為什麽(me)宇宙現(xiàn)在膨脹的速度越來(lái)越快。現在,加州大學河濱分(fèn)校的科學家們正在試圖解決這一問題,並且離目標越來越近。
他們已(yǐ)經製造出電子?正電子對,電子和正電(diàn)子都位於對方穩定的軌道周(zhōu)圍,這樣,就得到了電子偶素。由於(yú)電子和正電子最終(zhōng)會湮滅產(chǎn)生光(guāng)子,因此,電子(zǐ)偶素的半衰期很短。有鑒於此,他們想方設法讓這些電子和正電子對不會相互湮滅,也(yě)不會通過朝其中注入(rù)能量製造出所謂的“裏德堡態”。裏德堡態指的(de)是原子或分子的一種狀態。在該狀態下,原子或分(fèn)子中的一個電子被激發到主量子數較高的軌道。
像汽車測試軌道的(de)車道一樣,粒子如果到達更高的能量狀態,就會移入其反粒子周圍不同的軌道(dào)內,而且,這些移入新軌道(dào)的裏德堡電子偶(ǒu)數原子會被持續加速到高能狀態,持(chí)續時間為十億分之三(sān)秒。
該研究(jiū)團隊(duì)希望能擴展這一方法,準備一束人造原子,讓持續時間高達(dá)千(qiān)分之幾秒,同時觀察它(tā)們落下(xià)的方式,以此來研究物質和反物質之間的相互作用力。
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