圖為歐核中心的ALPHA反氫激光物理儀器
北京時間8月31日消息，據國外媒體報道，不管研究人員做多少次嘗試，似乎都找不到物質與反物質之間的區別。
物理學家試圖通過一項新研究尋找物質與反物質之間的不同之處。反物質也是一種物質，但電荷與普通物質相反，還可能存在其它區別，就像普通物質“邪惡的雙胞胎”。但令人納悶的是，宇宙中的物質遠多於反物質，而原因我們尚不清楚。此次物理學家在研究氫的反物質、即反氫時，並未找到他們預期中的差別，但找到了一種研究反物質的新方法，比之前的任何方法都要出色。
對於宇宙中的物質，物理學家有幾種不同的歸類方法。但其中最令我們這些普通人好奇的，還是“物質-反物質”的分類。該理論認為，每個粒子都擁有一個質量相同、但電荷相反的反粒子，就像它的鏡像一樣。在宇宙大爆炸剛剛發生後，宇宙中物質與反物質粒子的數量應當完全相等。兩者相遇後，便會瞬間湮滅、並釋放出能量。因此有人甚至得出了“宇宙不應該存在”的結論。但不知為何，構成你、我、地球、太陽、乃至我們所見萬物的粒子，幾乎全都是普通粒子。據歐核中心指出，宇宙中每10億個粒子中，只有1個為反粒子。
“反物質物理學界一直想找到物質與反物質之間的區別。”歐核中心的古恩·卡特里（Gunn Khatri）指出，“但每一步都帶領我們朝回答另一個問題更進一步：‘為什麼反物質比普通物質少這麼多呢？’”
為更好的認識反物質，科學家將歐核中心的反質子減速器作為研究工具。反質子減速器能夠產生反質子，並減慢其運動速度。反氫激光物理儀器（ALPHA）再將這些反質子與正電子相結合，組成一個反氫原子。研究人員設法固定住反氫原子後，便可以用研究普通原子的方式對其進行分析。在每輪實驗中，反氫激光物理儀器會用激光脈衝發射出500個反氫原子，使原子中的電子躍遷至更高能級。接著，這些電子再躍回較低能級，反氫原子便會釋放出帶有標誌性波長的光子。這就是著名的萊曼-阿爾法躍遷（Lyman-alpha transition），常被天文學家用來研究極遠處的天體。
研究人員對發射出的光子進行了測量，發現它們的波長與普通氫原子發射的完全相同。研究人員原期望找到一些反物質與物質的不同之處，但卻發現它們毫無分別。不過，這項實驗還有第二項重要用途：“我們想用它對反氫實施激光冷卻。”歐核中心反氫激光物理儀器發言人傑弗裡·漢斯特（Jeffrey Hangst）表示。這項研究首次證明，歐核中心的新激光冷卻法在實驗中完全可行。
物理學家會利用激光捕獲原子，並將原子冷卻至接近絕對零度。該研究論文指出，能夠觀察到反氫原子中的電子在激光脈衝照射下發生躍遷、並釋放出光子，“是一項決定性的技術進步”。這說明科學家很快也可以用激光來冷卻反物質原子，進而開展更精確的測量。
反氫激光物理儀器即將進行設備升級。升級完成後，科學家會讓反氫原子在該儀器中掉落，分析它們在地球引力作用下的表現是否與普通氫原子不同。
這項研究固然沒有歐核中心“用卡車運輸反物質”的設想那樣異想天開，但無疑也是一項重要研究。反物質和普通物質之間的任何區別，都可以幫助我們弄清為何宇宙並未在大爆炸之後即刻湮滅、化為烏有。漢斯特等研究人員還不清楚自己的實驗會取得怎樣的發現，但每取得一點新結果，都會激勵他們繼續奮勇向前。正如漢斯特所說：“我們只是在追尋真相而已。”（葉子）
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