首次用激光对反物质进行冷却，研究将解释为什么宇宙主要由物质组成

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视频介绍

反物质是与物质相对应的特异物质，它表现出与物质几乎相同的特性和行为，但具有相反的电荷。过去科学家一直想深入了解它，然而反物质原子一接触物质就会湮灭，所以在我们的世界中，反物质原子是非常难以创造和控制的。 近日，欧洲核子研究组织CERN的科学家们，首次演示了反氢原子的激光冷却，将样品冷却到了接近绝对零度。这一成就将极大地改变反物质研究的面貌，将推动下一代实验的发展。 自40年前引入激光技术以来，对普通原子的操作和冷却已经彻底改变了现代原子物理学，这是科学家首次将这项技术应用到反物质上。 通过冷却反物质，研究人员能够进行各种精确的测试，以进一步研究反物质的特性。这些测试可以提供一些线索，解释为什么宇宙主要由物质组成，而不是像大爆炸模型预测的那样由物质与反物质组成。 可知原子或反原子能够吸收激光的光子能量，将之短暂推向更高的能级，不久后再次发射光子、并衰减至较低的能级。由于光子可传递动量，科学家们便可利用此循环，让原子逐渐减速。 为实现这一点，研究团队还使用了专为反氢而设计的脉冲激光，且频率刚好处在低于其最低的能量状态和向较高的能量状态转变之间。 通过数小时的努力，研究人员发现它们的中值动能下降到了初始值的1/10左右，温度也冷却到了0.012K，仅略高于始终无法达到的绝对零度。 完成这项任务之后，研究团队还发现，由激光冷却的反氢光谱线，只有通常的1/4窄，这表明了该技术有利于科学家对反物质展开更精确的测量，进而帮助我们深入了解反物质与常规物质的区别。 通过使用最新的激光操作技术将反原子结合在一起，科学家们离制造世界上第一个反物质分子又近了一步！这也为各种前沿物理创新打开了新大门。