反物質原子有望解決「反重力」問題

反物質原子有望解決「反重力」問題可了解物質和反物質之間究竟是吸引力還是排斥力發布時間： 2012-01-31 | 作者：劉霞http://www.stdaily.com 2012年01月31日 來源： 中國科技網 作者： 劉霞 中國科技網訊 據英國廣播公司（BBC）近日報道，普通物質能吸引宇宙中所有其他物質，但普通物質的另一半反物質會向其施加「反重力」還是排斥力一直是個未解之謎。現在，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子（電子的反物質）對，希冀藉此揭開「反重力」的謎團。

物理學領域的每個粒子都有一個與之相對應的反粒子，兩者的質量、壽命、自旋都相同，但反粒子的所有內部相加性量子數（如電荷、重子數、奇異數等）都與粒子大小相同、符號相反。如果反粒子按照通常粒子那樣結合起來就形成了反原子。由反原子構成的物質就是反物質。

現有物理學認為，宇宙誕生伊始曾經產生了等量的物質與反物質，但是，兩者一旦接觸便會相互湮滅抵消，發生爆炸併產生巨大能量。然而，出於某種原因，當今世界主要由物質構成。正反物質的不對稱疑團，是物理學界所面臨的一大挑戰。

讓物質與反物質區別開來的一個特徵是反物質的重力行為。大多數科學家認為，反物質被吸引到普通物質上。但也有一些科學家認為，反物質可能排斥物質。物質與反物質之間究竟是吸引力還是排斥力對於了解宇宙的起源具有重要的意義，它也有助於解釋為什麼宇宙現在膨脹的速度越來越快。現在，加州大學河濱分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。

他們已經製造出電子—正電子對，電子和正電子都位於對方穩定的軌道周圍，這樣，就得到了電子偶素。由於電子和正電子最終會湮滅產生光子，因此，電子偶素的半衰期很短。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，也不會通過朝其中注入能量製造出所謂的「里德堡態」。里德堡態指的是原子或分子的一種狀態。在該狀態下，原子或分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內，而且，這些移入新軌道的里德堡電子偶數原子會被持續加速到高能狀態，持續時間為十億分之三秒。

該研究團隊希望能擴展這一方法，準備一束人造原子，讓持續時間高達千分之幾秒，同時觀察它們落下的方式，以此來研究物質和反物質之間的相互作用力。（劉霞）

《科技日報》（2012-1-31 二版）

(中國科技網)責編：朱芙蓉上一篇 : 人體內一種特殊T細胞亞群可控制流感病毒複製下一篇 : 美國能源出口的矛與盾

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