研究者用激光轰击反氢原子：光谱与氢原子相似

       【奇闻快递】1月12号消息，据国外媒体报道，物质与反物质之间的极端不平衡是宇宙中最令人困惑的谜题之一。它们都是在大爆炸期间产生，但如今占统治地位的却是普通物质，其中缘由我们不得而知。要解决这一谜题，最显而易见的方法便是观察反物质本身。如果科学家能够发现反物质的行为有某种不同，或许就能找到解释这种极端不平衡的线索。

        为此，一个研究团队决定对氢原子和反氢原子是否具有相同的光谱——吸收和释放相同波长的光——进行测试。他们首次对一个反氢原子进行了激光光谱分析，但获得的结果却与常规的氢原子惊人的相似。

        捕捉反物质

        反物质具有与普通物质相反的电荷。普通的氢原子由一个质子（正电荷）和一个小得多的电子（负电荷）组成，而反氢原子由一个反质子（负电荷）和一个反电子（又称正电子，带正电）组成。

        当物质与反物质碰撞时，它们会湮灭，只留下高能质子，这也使科学家很难在实验室里研究反物质。实验室中的空气、人和实验仪器都由普通物质组成，只要有几个游荡的原子，就会使你的反原子转瞬间就消失得无影无踪。考虑到制造反物质的成本极其昂贵，这样的情况肯定不能让人满意。于是，研究者想出了一个巧妙的方法：将反物质隔离起来，使其无法碰撞到其他任何东西。利用电场，研究人员将反物质隔离在一个被称为“ALPHA-2”的仪器中，时间大约为10分钟。

        ALPHA是“反氢激光物理仪器”（Antihydrogen Laser Physics Apparatus）的缩写，通过该仪器，研究者终于有了一窥反粒子性质的机会。研究过程中，反物质还被冷冻到了0.5开尔文。这样的冷却是必要的，可以防止单个反原子运动速度过快而逃出“陷阱”。

        激光！

        隔离反原子之后，研究人员开始利用激光对反原子进行探测。当光击中一个原子时，如果光的波长合适，光的能量就会被原子的电子吸收。利用这些额外能量，电子就能跃迁到更高的能级轨道。之后，电子会以光的形式释放出能量，回到原来的轨道。

        研究人员希望对电子释放的这些光进行光谱分析。不同的元素会释放出不同波长的光，但任意两个氢原子都应该产生相同波长的光。而且，根据已知的物理学，反氢原子也应该产生同样的光谱。

        研究人员进行了3组11次试验。前两组中设置了不同的激光，第三组作为对照，没有激光。这样的实验设置可以排除一些突然出现或可能影响结果的系统问题。这些实验还能帮助鉴别出背景中的宇宙射线。当宇宙射线与粒子在大气层上方碰撞时，会产生能进入实验仪器的次级粒子，而这些粒子可能会被误认为是隔离的反氢原子发出的光。