反物質和物質的原子是完美的鏡像，即使出現了奇怪的量子現象也是如此。
歐洲核子研究組織（CERN）ALPHA合作報告了對氫的反物質：反氫的某些量子效應的首次測量。眾所周知，這些量子效應存在於物質中，對其進行研究可以揭示物質與反物質之間尚未發現的行為差異。今天發表在《自然》雜誌上的一篇論文中描述的結果表明，首次測量結果與“正常”氫的影響的理論預測相一致，併為這些和其他基本量更精確的測量鋪平了道路。
ALPHA實驗發言人傑弗裡·漢斯特（Jeffrey Hangst）說：“發現這兩種物質之間的任何差異都將動搖粒子物理學標準模型的基礎，而這些新的測量方法探究了我們期待已久的反物質相互作用的各個方面，例如蘭姆位移（Lamb shift）。”
以威利斯·蘭姆（Willis Lamb）為名的蘭姆位移（Lamb shift）是氫原子兩個能級（2S1/2與2P1/2）間的微小能量差。
“我們名單上的下一個是使用最先進的激光冷卻技術來冷卻大量的反氫樣品。這些技術將改變反物質研究，並實現前所未有的高精度物質與反物質比較。”
ALPHA小組通過將CERN的反質子減速器提供的反質子與反電子（通常稱為“正電子”）結合來產生反氫原子。然後將它們限制在超高真空的磁阱中，以防止它們與物質接觸並湮滅。然後將激光照到被捕獲的反氫原子上以測量其光譜響應。這項技術有助於測量已知的量子效應，例如所謂的精細結構和蘭姆位移，這與原子某些能級上的微小能級分裂相對應，並且在本研究中首次在反氫原子中進行了測量。該團隊以前使用這種方法來測量反氫的其他量子效應，最新的方法是測量萊曼-α躍遷。
一個多世紀前，科學家在氫原子中測量了精細結構，為引入基本的自然常數奠定了基礎，該常數描述了基本帶電粒子之間電磁相互作用的強度。蘭姆位移是在大約70年前在同一系統中發現的，是量子電動力學、物質和光如何相互作用的理論發展中的關鍵要素。
1947年，在著名的Shelter Island會議中報告了蘭姆位移測量，幫助威利斯·蘭姆（Willis Lamb）獲得了1955年諾貝爾物理學獎，這是戰後美國物理學界領導人第一個重要聚會。
威利斯·蘭姆（Willis Lamb）
說明
精細結構和蘭姆位移都是原子的某些能級（或譜線）上的小分裂，可以用光譜學研究。氫的第二能級的精細結構分裂是在沒有磁場的情況下所謂2P3/2和2P1/2能級之間的分離。分裂是由原子電子速度與其固有（量子）旋轉之間的相互作用引起的。“經典的”蘭姆位移是在沒有磁場的情況下在2S1/2和2P1/2之間的分裂。這是與虛擬光子在真空中突然出現和消失有關的量子漲落對電子的影響的結果。
在他們的新研究中，ALPHA團隊通過在1特斯拉磁場存在的情況下誘導和研究反氫的最低能級與2P3/2和2P1/2能級之間的躍遷，確定了精細的結構分裂和蘭姆位移。利用他們先前測量的躍遷頻率，1S-2S躍遷的值，並假設某些量子相互作用對於反氫有效，研究人員從他們的結果中推斷出精細結構分裂和蘭姆位移的值。他們發現推斷的值與“正常”氫中分裂的理論預測一致，在精細結構分裂的實驗不確定性範圍在2％以內，蘭姆位移的實驗不確定性範圍在11％以內。
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