欧洲粒子物理研究所(CERN)的物理学家完成了反物质原子光谱的首次测量。研究报告发表在本周出版的《自然》期刊上。
研究人员测量了反氢原子吸收正电子,从最低能级跳到上一个能级的光谱频率,发现正反氢原子的相应能量转换没有区别,与 CPT 对称的预言相一致。CPT 对称即电荷、宇称和时间对称,它预言正反物质的能级相同。研究反物质极其困难,因为它与普通物质相遇会湮灭。
CERN 的 ALPHA 实验每 15 分钟能产生大约 2.5 万个反氢原子,对于光谱学研究来说,大部分反氢原子太“热”——即速度太快,能级太高。研究人员必须让这些反氢原子逃离磁阱,留下速度最慢能级最低的。ALPHA 团队的发言人称,他们花了多年时间完善这项技术,称制造反氢原子不难,但制造“冷”的反氢原子很难。他们以特定频率向冷反氢原子发射激光,观察了反氢原子的能级阶跃。