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美国科学家有望揭示反重力秘密
据英国广播公司（BBC）近日报道，普通物质能吸引宇宙中所有其他物质，但普通物质的另一半反物质会向其施加"反重力"还是排斥力一直是个未解之谜。现在，美国科学家在《物理评论快报》杂志发表论文指出，他们已经准备好了稳定的电子和正电子（电子的反物质）对，希冀借此揭开"反重力"的谜团。 物理学领域的每个粒子都有一个与之相对应的反粒子，两者的质量、寿命、自旋都相同，但反粒子的所有内部相加性量子数（如电荷、重子数、奇异数等）都与粒子大小相同、符号相反。如果反粒子按照通常粒子那样结合起来就形成了反原子。由反原子构成的物质就是反物质。 现有物理学认为，宇宙诞生伊始曾经产生了等量的物质与反物质，但是，两者一旦接触便会相互湮灭抵消，发生爆炸并产生巨大能量。然而，出于某种原因，当今世界主要由物质构成。正反物质的不对称疑团，是物理学界所面临的一大挑战。 让物质与反物质区别开来的一个特征是反物质的重力行为。大多数科学家认为，反物质被吸引到普通物质上。但也有一些科学家认为，反物质可能排斥物质。物质与反物质之间究竟是吸引力还是排斥力对于了解宇宙的起源具有重要的意义，它也有助于解释为什么宇宙现在膨胀的速度越来越快。现在，加州大学河滨分校的科学家们正在试图解决这一问题，并且离目标越来越近。 他们已经制造出电子-正电子对，电子和正电子都位于对方稳定的轨道周围，这样，就得到了电子偶素。由于电子和正电子最终会湮灭产生光子，因此，电子偶素的半衰期很短。有鉴于此，他们想方设法让这些电子和正电子对不会相互湮灭，也不会通过朝其中注入能量制造出所谓的"里德堡态"。里德堡态指的是原子或分子的一种状态。在该状态下，原子或分子中的一个电子被激发到主量子数较高的轨道。 像汽车测试轨道的车道一样，粒子如果到达更高的能量状态，就会移入其反粒子周围不同的轨道内，而且，这些移入新轨道的里德堡电子偶数原子会被持续加速到高能状态，持续时间为十亿分之三秒。 该研究团队希望能扩展这一方法，准备一束人造原子，让持续时间高达千分之几秒，同时观察它们落下的方式，以此来研究物质和反物质之间的相互作用力。（来源：科技日报 2012-01-31） |
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科学家制造反物质原子有望解决反重力问题
实验室现在已经有能力制造出反物质粒子，但是要将它们和常规物质隔绝开来以防消失非常困难
欧洲核子中心大型强子对撞机（LHC）项目的一个科学家小组也在从事相关工作，试图束缚反物质粒子以便开展研究
新浪科技讯 北京时间2月1日消息，据英国广播公司(BBC)网站报道，根据一份最新报告，有关和常规物质对应的"反物质"是否会施加"反引力"的疑问或许即将被科学家们解开。 常规物质会对整个宇宙中的其它物质产生引力，但到目前为止人们依然不清楚反物质是否会相应地产生"反引力"。近日一个科学家小组在《物理评论快报》上发表一篇文章，称他们已经成功制备稳定存在的电子-正电子对。正电子是带正电的电子，是电子的反粒子。由这种粒子对构成的射束将最终帮助科学家回答这个问题。 向上坠落 对于物理学中定义的每一个粒子，它们都拥有相应的反粒子，在科学家已经测量过的任何方面，两者都是相同的，除了一点：它们拥有相反的电荷。根据现有理论，在宇宙诞生之初，物质和反物质是等量产生的。当两者相遇时就会发生湮灭反应，彻底消失。 那么问题就来了：既然物质和反物质两者是等量的并且会相互湮灭，那么我们现在看到的这个由物质构成的宇宙，甚至由物质构成的"我们"又是怎么存在的？ 区分出反物质的一条重要性质可能就是其引力行为特性。大多数科学家都相信反物质会被常规物质所吸引。但是也有另外一些学者对此持怀疑态度，他们认为反物质可能会产生"反引力"，它们会向上落下！这一点或许可以解释为什么宇宙没有在它最初诞生的那一刻就立即被湮灭反应彻底消灭。它或许也可以解释为何宇宙会加速膨胀。 但是这一理论的最大问题在于目前还没有可以验证它的手段。不过近日美国加州大学河滨分校的研究人员正在这一问题上取得进展，他们正逐渐接近一劳永逸解决这一难题的最终目标。 他们宣布已经成功制造出电子-正电子对，它们两者可以稳定态相互绕转，这种现象被称为"电子偶素"。 科学家们不断向这个脆弱的粒子对注入能量，维持一种被称作"里德伯状态"的平衡形式，从而阻止物质和反物质粒子的接触。就像是车道那样，粒子可以在不同轨道中相互绕转，只要它们能够获得额外的能量输入即可。在里德伯状态中，两个粒子获得更高的能量维持相对分离的轨道，从而可以实现让该粒子对稳定存在相对较长时间的目标：30亿分之一秒。 现在科学小组正计划进一步改进他们的方法，让这一粒子对的稳定存在时间延长至数千分之一秒，从而能够制备一束原子流，看看它究竟会向哪个方向"落下"。(晨风)
(中国科技网) |
