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美科學(xué)家正研制為反物質(zhì)稱(chēng)重設(shè)備
發(fā)布時(shí)間：[2014-4-2] 查看次數(shù)：1376
“牛頓因蘋(píng)果從樹(shù)上墜落而產(chǎn)生有關(guān)萬(wàn)有引力靈感”的傳奇故事至今為人津津樂(lè)道。那麼，蘋(píng)果的反物質(zhì)——“反蘋(píng)果”究竟是上升還是下落？這個(gè)問(wèn)題一直困擾著物理學(xué)家。不過(guò)，美國(guó)科學(xué)家正在研發(fā)的一套給反物質(zhì)稱(chēng)重的鋅鍋設(shè)備或許能揭曉答案。
反物質(zhì)與物質(zhì)有些方面徹底一樣，而有些方面則徹底相反。例如，質(zhì)子與反質(zhì)子質(zhì)量一樣，但所帶電荷徹底相反。別的，當(dāng)粒子與其反粒子相遇時(shí)會(huì)相互湮滅，釋放出巨大能量，1克反物質(zhì)與1克物質(zhì)相互湮滅產(chǎn)生的能量約為第二次世界大戰(zhàn)中美國(guó)向日本廣島投進(jìn)的原子彈所釋放能量的兩倍。
加州大學(xué)伯克利分校的物理學(xué)家霍爾格·穆勒4月1日（北京時(shí)間）接受興趣科學(xué)網(wǎng)站採(cǎi)訪時(shí)說(shuō)：“我們並沒(méi)有真實(shí)理解反物質(zhì)。比如，根本物理學(xué)法則標(biāo)明，世界中物質(zhì)和反物質(zhì)的數(shù)量應(yīng)該相等，但觀察結(jié)果卻顯示，物質(zhì)遠(yuǎn)多於反物質(zhì)，我們至今也未找到共同認(rèn)可的解釋�！�
別的，引力也被籠罩著多層神秘面紗。例如，天文學(xué)家們?cè)谟^察星系如何旋轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，讓星系緊密簇?fù)碓谝煌囊Ρ人麄冋J(rèn)為的要大得多。穆勒說(shuō)：“科學(xué)家們普遍認(rèn)為這些引力來(lái)自暗物質(zhì)，但沒(méi)人知道其‘廬山真面目’。”
最重要的是，科學(xué)家們一直想知道，反物質(zhì)是不是同普通物質(zhì)一樣，由於引力作用向下落。而回答這個(gè)問(wèn)題的直接証據(jù)很難通過(guò)實(shí)驗(yàn)收集到，因?yàn)榉次镔|(zhì)很罕見(jiàn)，而且與普通物質(zhì)接觸時(shí)會(huì)湮滅。穆勒說(shuō)：“此前還沒(méi)有人將反物質(zhì)和引力結(jié)合起來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有些人獲得了間接証據(jù)，但最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)——讓一簇反物質(zhì)下落，然后觀察會(huì)出現(xiàn)什麼情況，還未曾有人做過(guò)。觀察反物質(zhì)和引力的相互作用或許是我們獲得新物理學(xué)發(fā)現(xiàn)的美妙契機(jī)。”
穆勒?qǐng)F(tuán)隊(duì)正在研發(fā)的是一款光脈沖原子干與儀，其能測(cè)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(duì)零度后，其行為與波類(lèi)似。通過(guò)剖析這些“物質(zhì)波”間的相互干與情況，科學(xué)家能區(qū)分出每個(gè)粒子所受的引力。他們計(jì)劃將這款設(shè)備整合進(jìn)歐洲核子研討中心（CERN）的阿爾法（ALPHA）實(shí)驗(yàn)內(nèi)，后者旨在制作、捕獲和研討氫原子（最簡(jiǎn)單的原子）的反物質(zhì)“反氫原子”。
因?yàn)橛脕?lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的反氫原子很少，所以最新系統(tǒng)必須能“收回”每個(gè)原子。磁場(chǎng)會(huì)捕獲這些原子，因而該設(shè)備能對(duì)每個(gè)原子的一舉一動(dòng)進(jìn)行多次測(cè)量�？茖W(xué)家們希望這套系統(tǒng)在測(cè)量反氫原子是上升還是下落時(shí)的精度開(kāi)始能超過(guò)1%。
總編輯圈點(diǎn)
如果你左手夾一顆花生豆，右手夾一顆反物質(zhì)花生豆，漸漸把它們湊到一同……“?！”它倆消失了，你也被爆破吞噬。反物質(zhì)之所以難得一見(jiàn)，是因?yàn)樗挥錾险镔|(zhì)就同歸於盡，釋放出能量。所以即使制作出反物質(zhì)原子，也無(wú)法用容器裝它，也不能用砝碼去稱(chēng)。隻能通過(guò)電磁場(chǎng)的變化來(lái)研討。給反物質(zhì)稱(chēng)重，主意很簡(jiǎn)單，卻沒(méi)人做到過(guò)。鏡子裡面的“反世界”是不是遵循鏡子外面的世界規(guī)律？這讓人好奇得很。
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