在2018年7月的一個多星期多的時間里，歐洲核子研究中心（CERN）的一組物理學(xué)家嘗試了一種新技術(shù)來減緩以飛快的速度滑落的反物質(zhì)粒子。在為期10天的觀察中，這是國際合作組織ALPHA十年發(fā)展的高潮，該合作監(jiān)督了高功率激光器的設(shè)計和建造。物理學(xué)家今天宣布，他們的激光可以極大地減慢反物質(zhì)的速度，使其溫度接近絕對零。

該小組的研究成果發(fā)表在今天的《自然》雜志上。減慢反物質(zhì)的速度對于更好地理解控制普通物質(zhì)的規(guī)律在處理其逆過程中的不同行為至關(guān)重要。反物質(zhì)是物質(zhì)的一面鏡子；同樣的粒子，但電荷相反。普通物質(zhì)的電子帶負電荷；反物質(zhì)的正電子帶正電荷。然后，您將獲得帶正電的質(zhì)子和帶負電的反質(zhì)子，依此類推。反物質(zhì)和物質(zhì)在接觸時會相互消滅，但值得慶幸的是，歐洲核子研究中心產(chǎn)生的微量反物質(zhì)對我們沒有構(gòu)成威脅。

在我們了解反物質(zhì)的93年里，我們對這種物質(zhì)的實驗?zāi)芰τ辛撕艽蟮奶岣摺，F(xiàn)在正處于第二階段，ALPHA項目修補了反氫原子，正電子繞著反質(zhì)子運行，就像電子繞著普通氫中的質(zhì)子運行一樣。2011年首次捕獲的反氫是此類實驗的主要候選物，因為它是最簡單的反原子。

減緩反原子的運動，可以使我們對其性能進行更精確地測量?！霸谌粘Ｉ钪校梢韵胂罂煲苿拥氖挛锉嚷苿拥氖挛锔y觀察?！?加拿大的TRIUMF粒子加速器小組的粒子物理學(xué)家藤原誠（Makoto Fujiwara）在視頻通話中說，“同樣的事情在量子物理學(xué)中也會發(fā)生……。您必須觀察特定屬性的時間越多，您的測量就越精確?！?/p>

藤原誠說，被捕獲后，反氫的運動速度就可以與最高時速的蘭博基尼·加拉多（Lamborghini Gallardo）相提并論，時速僅超過360公里。物理學(xué)家用激光束發(fā)射的光子或輕粒子轟擊反原子。

“一旦光子擊中原子，它就會激發(fā)原子，但它也會改變原子的運動，”該項目的原子分子分光學(xué)家塔卡馬薩·莫莫斯（Takamasa Momose）在一次視頻通話中說，“我們所做的是控制光線，只激發(fā)接近光子的原子，并使它們減速?！彼R薩·莫莫斯（Takamasa Momose）是實驗用激光器的制造者。

研究人員使用了稱為激光冷卻的轟擊技術(shù)，將反原子速度減慢了一個數(shù)量級，使其達到了獵豹的速度，從而降低了它們的溫度。亞原子光子基本上是該激光槍的彈藥，而反原子是目標(biāo)。

在如此寒冷的環(huán)境下，更容易評估粒子的行為。更好地理解這種行為可以讓我們深入了解宇宙中所有的反物質(zhì)發(fā)生了什么，這是粒子物理學(xué)中一個長期存在的問題。宇宙中物質(zhì)遠遠多于反物質(zhì)的不對稱性，這一問題的關(guān)鍵在于理解越來越大的反物質(zhì)結(jié)構(gòu)與它們的普通物質(zhì)結(jié)構(gòu)相比是如何工作的。

在眾所周知的道路上走下去（考慮到物理學(xué)家可以沿著不同的路徑走下去，這更像是高速公路的交匯處），藤原和莫莫斯為進一步探索反物質(zhì)抱有一系列希望。這里有反物質(zhì)分子的問題，以及它們?nèi)绾闻c我們?nèi)粘Ｉ钪锌吹降姆肿酉啾取?HAICU項目是加拿大與歐洲核子研究組織（CERN）的一項加拿大合作，計劃于2027年至2036年之間的某個時間開始。該項目的目的是建造一個反原子噴井，研究小組將用這個噴泉將成群的反原子拋入自由空間，并觀察它們?nèi)绾蔚袈洹?/p>

HAICU之前的項目是歐洲核子研究組織（CERN）正在進行的一項旨在測量引力對反物質(zhì)影響的項目，稱為Alpha-g。“我們要做的是給一個反氫原子充電，看它如何掉下來，看它是否與正常物質(zhì)完全一樣。” 藤原說，“如果原子很熱，它們移動得很快，那么當(dāng)您釋放它們時，它們無處不在。我們看不到引力在做什么，但是，如果您使反氫原子運動變得很慢，它們對重力的反應(yīng)就會更加敏感。”

研究人員希望有關(guān)宇宙特性的問題能夠最終得到解答。反物質(zhì)是無害的，因為它的含量很少。不過，當(dāng)這種結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜時，事情可能會變得非常有趣——想象一下整個反物質(zhì)分子。不過，首先要做的是：讓我們掌握一下他們的物理知識。