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新反物質(zhì)陷阱幫助解釋為什么宇宙不會自我毀滅
(神秘的新反陷阱地球uux.cn報道)據(jù)cnBeta:外媒報道,反物質(zhì)是物質(zhì)一種很難研究的物質(zhì),尤其是幫助
北京東城頂級外圍模特預(yù)約vx《1662+044+1662》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)因為它會摧毀任何你試圖放入它的容器。但現(xiàn)在,解釋歐洲核子研究中心(CERN)的宇宙物理學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出一種新的反物質(zhì)陷阱,它可以在幾秒鐘而不是自毀幾小時內(nèi)冷卻樣品。這一進展使得科學(xué)家們能更長時間地研究更大的新反陷阱樣本,這可能有助于解開宇宙中一些最大的物質(zhì)謎團。
反物質(zhì)是幫助
北京東城頂級外圍模特預(yù)約vx《1662+044+1662》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)主宰我們周圍世界的常規(guī)物質(zhì)的“邪惡雙胞胎”。兩者的解釋主要區(qū)別是它的粒子跟普通粒子的電荷相反,但這個簡單的宇宙變化卻有一個主要的含義--如果物質(zhì)和反物質(zhì)粒子相遇它們會在能量爆發(fā)中相互湮滅。
幸運的自毀是,反物質(zhì)在今天的新反陷阱宇宙中極其罕見,但科學(xué)家不確定為什么會這樣。物質(zhì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模型,幫助大爆炸應(yīng)該產(chǎn)生了等量的物質(zhì)和反物質(zhì),然后它們應(yīng)該在真正開始前相撞并消滅了宇宙的大部分內(nèi)容。我們現(xiàn)在在這里質(zhì)疑它的事實表明,這并沒有發(fā)生,但什么使天平向物質(zhì)傾斜仍是科學(xué)上最令人困惑的謎團之一。
遺憾的是,反物質(zhì)的稀有性和不穩(wěn)定性使得研究這個問題變得困難。它只能在大型強子對撞機(Large Hadron Collider)等設(shè)備中以極少量的量產(chǎn)生。在這些設(shè)備中,粒子被粉碎在一起從而產(chǎn)生物質(zhì)和反物質(zhì)粒子對。然后反物質(zhì)就很難儲存,顯然你不能把反物質(zhì)放在罐子里,因為反物質(zhì)一接觸到物質(zhì)就會突然消失。
因此,科學(xué)家們將反物質(zhì)儲存在所謂的潘寧陷阱(Penning trap)中,這種陷阱通過利用電磁場將粒子和反粒子懸浮在真空中。這些樣品通常被冷卻到極低的溫度以減少噪音,但通常用于物質(zhì)的技術(shù)很難應(yīng)用于反物質(zhì)。現(xiàn)在,CERN的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種用于冷卻反物質(zhì)的新型捕集器,它增加了反物質(zhì)實驗可用的樣本大小并提高了測量的精度。
激光冷卻是一種領(lǐng)先的技術(shù),本質(zhì)上說,當(dāng)一個原子被激光束擊中時,它吸收并重新釋放光子,這改變了它的動量。盡管CERN的另一個項目最近在該領(lǐng)域取得了突破,但很難讓反物質(zhì)直接響應(yīng)這種方法。相反,反物質(zhì)可以通過激光冷卻附近的離子間接冷卻,然后吸收反物質(zhì)粒子的熱量。不過問題又回到了把物質(zhì)和反物質(zhì)放在同一個陷阱里。
為此,在新版本中,CERN的BASE科學(xué)家們用了一個3.5英寸的超導(dǎo)諧振電路連接了兩個潘寧陷阱--一個含有一團鈹離子,而另一個則含有一個反質(zhì)子。當(dāng)鈹被激光冷卻時,能量從反質(zhì)子轉(zhuǎn)移到離子,然后通過電路,從而冷卻反質(zhì)子。
研究團隊表示,這種方法可以比通常更快地將樣品冷卻到更低的溫度。
“這是精密潘寧陷阱光譜學(xué)的一個重要里程碑,”該研究的論文作者之一Christian Smorra說道,“通過優(yōu)化程序,我們應(yīng)該能達(dá)到20到50毫李克文(mK)量級的粒子溫度,理想情況下冷卻時間是10秒量級。之前的方法可以讓我們在10小時內(nèi)達(dá)到100兆瓦。”
這為更精確的測量鋪平了道路,而更精確的測量反過來可以解釋為什么宇宙中反物質(zhì)如此之少。人們認(rèn)為,電荷是物質(zhì)和反物質(zhì)之間唯一真正的區(qū)別()以及量子數(shù)的細(xì)微變化),但最好不要依賴假設(shè)。科學(xué)家們正在研究反物質(zhì)的一些基本屬性,并將它們跟其他物質(zhì)進行比較--如果有什么不同的話,它可能是解開整個謎團的關(guān)鍵。
“我們的愿景是不斷提高物質(zhì)-反物質(zhì)比較的精度以更好地理解宇宙物質(zhì)-反物質(zhì)的不對稱性,”該研究的論文作者之一Stefan Ulmer說道,“這項新開發(fā)的技術(shù)將成為這些實驗的關(guān)鍵方法,這些實驗旨在在萬億次水平測量基本反物質(zhì)常數(shù)。”