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美科學家正研制為反物質稱重設備
发布时间：[2014-4-2] 查看次数：1333
“牛頓因蘋果從樹上墜落而產生有關萬有引力靈感”的傳奇故事至今為人津津樂道。那麼，蘋果的反物質——“反蘋果”究竟是上升還是下落？這個問題一直困擾著物理學家。不過，美國科學家正在研发的一套給反物質稱重的锌锅設備或許能揭曉答案。
反物質與物質有些方面彻底一樣，而有些方面則彻底相反。例如，質子與反質子質量一样，但所帶電荷彻底相反。别的，當粒子與其反粒子相遇時會相互湮滅，釋放出巨大能量，1克反物質與1克物質相互湮滅產生的能量約為第二次世界大戰中美國向日本廣島投进的原子彈所釋放能量的兩倍。
加州大學伯克利分校的物理學家霍爾格·穆勒4月1日（北京時間）接受兴趣科學網站採訪時說：“我們並沒有真实理解反物質。比如，根本物理學法則标明，世界中物質和反物質的數量應該相等，但觀察結果卻顯示，物質遠多於反物質，我們至今也未找到共同認可的解釋。”
别的，引力也被籠罩著多層神秘面紗。例如，天文學家們在觀察星系如何旋轉時發現，讓星系緊密簇擁在一同的引力比他們認為的要大得多。穆勒說：“科學家們普遍認為這些引力來自暗物質，但沒人知道其‘廬山真面目’。”
最重要的是，科學家們一直想知道，反物質是不是同普通物質一樣，由於引力作用向下落。而回答這個問題的直接証據很難通過實驗收集到，因為反物質很罕見，而且與普通物質接觸時會湮滅。穆勒說：“此前還沒有人將反物質和引力結合起來進行實驗，有些人獲得了間接証據，但最簡單的實驗——讓一簇反物質下落，然后觀察會出現什麼情況，還未曾有人做過。觀察反物質和引力的相互作用或許是我們獲得新物理學發現的美妙契機。”
穆勒團隊正在研发的是一款光脈沖原子干与儀，其能測量任何粒子（原子、電子及其反粒子等）的行為。粒子被冷卻到絕對零度后，其行為與波類似。通過剖析這些“物質波”間的相互干与情況，科學家能區分出每個粒子所受的引力。他們計劃將這款設備整合進歐洲核子研讨中心（CERN）的阿爾法（ALPHA）實驗內，后者旨在制作、捕獲和研讨氫原子（最簡單的原子）的反物質“反氫原子”。
因為用來進行實驗的反氫原子很少，所以最新系統必須能“收回”每個原子。磁場會捕獲這些原子，因而該設備能對每個原子的一舉一動進行多次測量。科學家們希望這套系統在測量反氫原子是上升還是下落時的精度开始能超過1%。
總編輯圈點
如果你左手夾一顆花生豆，右手夾一顆反物質花生豆，渐渐把它們湊到一同……“?！”它倆消失了，你也被爆破吞噬。反物質之所以難得一見，是因為它一遇上正物質就同歸於盡，釋放出能量。所以即使制作出反物質原子，也無法用容器裝它，也不能用砝碼去稱。隻能通過電磁場的變化來研讨。給反物質稱重，主意很簡單，卻沒人做到過。鏡子裡面的“反世界”是不是遵循鏡子外面的世界規律？這讓人好奇得很。