精确测量反氢原子光谱

欧洲原子能中心的ALPHA（反氢激光物理装置）实验由英国斯旺西大学的科学家主导，实验团队对反氢物质进行了迄今为止最为精确的直接测量，以前所未有的细节性揭示了反氢原子的光谱结构。4月4日出版的《自然》杂志刊登了他们的研究论文，在原子能中心进行了三十多年的实验终于取得了阶段性的最高成果，在物质和反物质的高精度测量领域开创了一个新时代。根据粒子物理学标准模型的解释，物质粒子和反物质粒子的数量完全相等，宇宙在诞生的过程中应当创造同等数量的物质和反物质，然而，物理事实刚好相反，宇宙几乎完全由物质组成。如果标准模型的解释是正确的，那么由于物质和反物质的湮灭作用，宇宙将不会存在；宇宙主要是由物质组成的，这说明标准模型的解释存在错误和“漏洞”之处，物理学家一直在寻找物质和反物质数量不平衡的产生机制。ALPHA项目团队使用了实验的方法，将最简单的物质和反物质——氢和反氢原子作为实验的对象，氢原子是科学家熟悉的物质，而反氢原子是他们不够熟悉的反物质，精确测量反氢原子的光谱为他们认识反物质的属性奠定了进一步研究的基础。