|
英国每日邮报报道，近日科学家正在着手世界上最奇怪的实验之一——观测外来反物质原子是否会向上落而非向下落。反物质是非常怪异的物质，它类似于正常物质的“镜像”，但带有相反的电量。但正常物质原子遇到反物质两者会在瞬间湮灭。 科学家目前所不确定的是反物质是否具有与正常物质不同的基本特性，尤其是它们是如何受到引力的影响。有几名专家提出了古怪的观点，也即反物质可能会抵制引力，换句话说，它们可能会往上落。 反物质神秘的原因之一便是它们在自然界非常罕见，目前为止只在实验室环境下合成了极少数。人工合成的反物质原子会悬浮在磁场环境里，没有人目睹过当它“自由落下”时是什么情形。目前科学家已经朝解答这一问题迈出了第一步。
阿尔法实验室里，反物质光子结合反电子，也即正电子，形成反氢原子 期刊《自然通信》上发表的一篇文章描述了引力对反物质效应的首次直接测量。不幸的是，这篇文章仍然无法确定的解答反物质自由落体时会发生的情形。 首席科学家美国加州大学伯克利分校的约尔·法扬斯（Joel Fajans）教授说道：“这是研究反物质进行的首项测量，绝对不是最后一项。我们朝着进行首批直接的实验测试迈出了最初的几步，试图解开这困惑了物理学家和非物理学家50多年的问题。” “是否存在一种反引力？基于目前进行的自由落体测试，我们无法确定的回答是或否。我们肯定的期望反物质会向下落，但有可能我们会发现意外惊喜。”这项研究是在瑞士日内瓦欧洲核子研究委员会进行的，这也是进行反氢激光物理装置（简称ALPHA，阿尔法）实验的地方。 在阿尔法实验室，反物质光子，也即反光子结合反电子，也即正电子，创造了反氢原子。这些原子可以存储在磁场陷阱里长达几秒钟。 科学家正准备研究当磁场关闭时，反氢原子是如何落下的。这个看起来简单的问题其实操纵起来非常棘手。当磁场关闭，反原子会迅速接触陷阱墙壁上的正常物质，从而立即碰撞湮灭。 为了确定反物质原子的“命运”，科学家必须确定反物质是何时且在哪里湮灭的，并测量磁场关闭瞬间反物质原子的精确地点和速度。阿尔法的磁场并不会立即关闭，它衰变到接近0大约需要经历三万分之一秒。同时，湮灭会发生在整面围困墙上，且因原子最初的位置、速度和能量的不同，而发生在不同的地方和经历不同的时间。 到目前为止，科学家能够确定两件事。如果反氢原子的确会往下落，那么它的引力质量应该不会大于惯性质量的110倍；如果它向上落，那么它的引力质量至少是65倍以上。引力质量是通过测量它对其它物体的吸引力而得出的物体的质量。它产生了被地球吸引的物体的质量。惯性质量是通过测量它受到既定的力时如何加速而得出的物体的质量。 目前阿尔法正在进行升级，明年进行的实验将提供更精确的数据。“我们希望在未来几年能够做的更好，”研究合作作者、美国加州大学伯克利分校的乔纳森·瓦泰勒（Jonathan Wurtele）教授这样说道。
| 
发表于 2013-5-17 22:01:56
QQ好友和群
收藏
支持
反对
发表于 2013-5-17 22:03:08
楼主