人們普遍認(rèn)為，物質(zhì)和反物質(zhì)在宇宙的開端，在等量創(chuàng)建在宇宙大爆炸。現(xiàn)在，一個(gè)國(guó)際物理學(xué)家小組正在開發(fā)的概念來解釋為什么可見宇宙似乎要完全脫離物質(zhì)和發(fā)生了什么事，據(jù)說創(chuàng)建的所有反物質(zhì)。根據(jù)目前粒子物理學(xué)理論，物質(zhì)和反物質(zhì)應(yīng)具有完全相同的屬性，它們之間相互作用的時(shí)候，應(yīng)該有效消滅對(duì)方或相互抵消。
獨(dú)立的反物質(zhì)的光譜正樹堀博士的研究小組，這是與馬克斯普朗克量子光學(xué)研究所(MPQ)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這是進(jìn)行反質(zhì)子減速器在歐洲核子研究中心，一個(gè)位于日內(nèi)瓦附近的粒子物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室的一部分，實(shí)驗(yàn)室的原子光譜和使用慢反質(zhì)子的實(shí)驗(yàn)(ASACUSA)的碰撞。在實(shí)驗(yàn)中涉及的其他機(jī)構(gòu)在日本東京大學(xué)，在意大利布雷西亞大學(xué)，在奧地利的斯特凡邁爾研究所和KFKI研究所在匈牙利。
“試想測(cè)量的艾菲爾鐵塔的重量”哈瑞說。“我們已經(jīng)在這里實(shí)現(xiàn)的精度大致相當(dāng)于小于麻雀棲息在上面的重量?jī)?nèi)測(cè)量。下一次，這將是一片羽毛。”
一個(gè)反質(zhì)子(黑色球體)被困氦原子內(nèi)的兩束激光探測(cè)。
物理學(xué)家認(rèn)為，反物質(zhì)原子應(yīng)該掂量一下與他們的事完全一樣。如果科學(xué)家們通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)任何偏差，但是小，那就表明這個(gè)基本的對(duì)稱性被打破。“小”是這里的關(guān)鍵字，使盡可能高的精度比較，這是必須用最精確的方法和手段可用。
反物質(zhì)在實(shí)驗(yàn)室處理是極其困難的，因?yàn)榻佑|到的普通物質(zhì)(即使在一個(gè)房間里的空氣分子)后，立即被殲滅，為能源和新粒子的轉(zhuǎn)換。從MPQ的研究人員在與歐洲，日本和美國(guó)的群體的合作在1997年，開始在歐洲核子研究中心的設(shè)施建設(shè)，稱為反質(zhì)子減速。這里收集和儲(chǔ)存在高能碰撞中產(chǎn)生的反質(zhì)子在安排在一個(gè)190米長(zhǎng)的賽道形狀真空管。反質(zhì)子是逐漸減慢，然后被運(yùn)往多次實(shí)驗(yàn)。要建立和研究antiprotonic原子，ASACUSA合作發(fā)送到的反質(zhì)子氦目標(biāo)。
正常的氦原子的兩個(gè)電子軌道圍繞它的核心組成一個(gè)。antiprotonic氦，這些電子被替換一個(gè)反質(zhì)子，發(fā)現(xiàn)在約100picometers從細(xì)胞核的興奮軌道?？茖W(xué)家火到原子激光束，并仔細(xì)調(diào)整其頻率，直至反質(zhì)子，一個(gè)量子跳躍從一個(gè)軌道到另一。這個(gè)頻率與理論計(jì)算比較，可確定的反質(zhì)子的質(zhì)量相電子。
因?yàn)檩p搖antiprotonic原子周圍隨機(jī)根據(jù)自己的熱能，使原子走向不同頻率的激光束的經(jīng)驗(yàn)相比，這些逐漸遠(yuǎn)離產(chǎn)生的不精確的重要來源。
他們?cè)?006年以前的測(cè)量，同一個(gè)團(tuán)隊(duì)用一個(gè)激光束，可達(dá)到的精度是由這搖動(dòng)效果管轄。這一次，他們用兩束在相反的方向移動(dòng)，與輕搖兩束部分取消的結(jié)果。結(jié)果是四到六倍提高精度。
激光頭造成了反質(zhì)子，使一個(gè)虛擬的能量水平，通常不是由量子力學(xué)所允許的量子跳躍，使第二個(gè)激光實(shí)際上可能帶來反質(zhì)子高達(dá)最接近允許的狀態(tài)。這種雙光子跳通常是難以實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)榉促|(zhì)子是沉重的，但MPQ的科學(xué)家完成建設(shè)兩個(gè)的UltraSharp激光器，仔細(xì)選擇一個(gè)特殊的激光頻率組合。要做到這一點(diǎn)，他們用光學(xué)頻率梳。
哈瑞說：“我們已經(jīng)測(cè)得的相對(duì)與一個(gè)10位數(shù)的精度的電子反質(zhì)子的質(zhì)量和發(fā)現(xiàn)完全類似的精度質(zhì)子值相同，”。“這可以被視為確認(rèn)CPT定理。此外，我們了解到，反質(zhì)子像正常的粒子的量子非線性光學(xué)服從同樣的法律，我們可以使用激光來操縱他們。雙光子技術(shù)將允許在未來實(shí)現(xiàn)高得多的精度，使最終比質(zhì)子反質(zhì)子的質(zhì)量可能會(huì)更好。”
