新实验证实,反物质没什么问题
2024-01-08编译刘牛
世界科学 2023年12期
编译 刘牛

工作人员正在安装一个包含反氢的磁场装置,它是CERN反氢激光物理仪器的一部分
反物质刚刚失去了一点魅力
物理学家知道,对于自然界中的每一种基本粒子,都存在一种反粒子——一个具有相同质量和自旋,但带有相等且相反电荷的“邪恶孪生体”。当这些孪生粒子对相遇时,它们会相互湮灭,在接触时释放一道能量闪光。
在科幻小说中,反粒子能为曲速引擎提供动力。一些物理学家已经在推测,反粒子正在被引力排斥,甚至在时间中穿越旅行。
欧洲核子研究中心(CERN)的一项新实验将一部分猜想带回到现实。实验表明,在引力场中,反粒子就像我们其他人一样会下落。“最重要的是,没有免费的午餐,我们无法利用反物质飘浮起来。”加州大学伯克利分校的乔尔 · 法扬斯(Joel Fajans)说道。
法扬斯博士是国际反氢激光物理仪器(ALPHA)合作组织的成员。这一组织设在CERN,由丹麦奥胡斯大学的粒子物理学家杰弗里 · 杭斯特(Jeffrey Hangst)主持。
法扬斯博士和他的同事们收集了约100个反氢原子,并将它们悬浮在磁场中。当磁场强度缓慢减弱时,反氢原子就像十月的枫叶一样飘落,并且下落的加速度,或者说重力加速度,和普通原子相同,约为9.8 m/s2。他们周三在《自然》杂志上发表了结果。
几乎没有物理学家对这一结果感到惊讶。根据爱因斯坦的广义相对论,物质和能量的所有形式对引力的响应都是相同的。“如果你走在物理系的走廊上,询问物理学家,他们可能所有人都会说这一结果一点也不令人意外。……
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