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新反物質陷阱幫助解釋為什么宇宙不會自我毀滅
(神秘的新反陷阱地球uux.cn報道)據cnBeta:外媒報道,反物質是物質一種很難研究的物質,尤其是幫助
杭州美女上門預約(微信189-4469-7302)提供頂級外圍女上門,可滿足你的一切要求因為它會摧毀任何你試圖放入它的容器。但現在,解釋歐洲核子研究中心(CERN)的宇宙物理學家們已經開發出一種新的反物質陷阱,它可以在幾秒鐘而不是自毀幾小時內冷卻樣品。這一進展使得科學家們能更長時間地研究更大的新反陷阱樣本,這可能有助于解開宇宙中一些最大的物質謎團。
反物質是幫助
杭州美女上門預約(微信189-4469-7302)提供頂級外圍女上門,可滿足你的一切要求主宰我們周圍世界的常規物質的“邪惡雙胞胎”。兩者的解釋主要區別是它的粒子跟普通粒子的電荷相反,但這個簡單的宇宙變化卻有一個主要的含義--如果物質和反物質粒子相遇它們會在能量爆發中相互湮滅。
幸運的自毀是,反物質在今天的新反陷阱宇宙中極其罕見,但科學家不確定為什么會這樣。物質根據標準模型,幫助大爆炸應該產生了等量的物質和反物質,然后它們應該在真正開始前相撞并消滅了宇宙的大部分內容。我們現在在這里質疑它的事實表明,這并沒有發生,但什么使天平向物質傾斜仍是科學上最令人困惑的謎團之一。
遺憾的是,反物質的稀有性和不穩定性使得研究這個問題變得困難。它只能在大型強子對撞機(Large Hadron Collider)等設備中以極少量的量產生。在這些設備中,粒子被粉碎在一起從而產生物質和反物質粒子對。然后反物質就很難儲存,顯然你不能把反物質放在罐子里,因為反物質一接觸到物質就會突然消失。
因此,科學家們將反物質儲存在所謂的潘寧陷阱(Penning trap)中,這種陷阱通過利用電磁場將粒子和反粒子懸浮在真空中。這些樣品通常被冷卻到極低的溫度以減少噪音,但通常用于物質的技術很難應用于反物質。現在,CERN的研究人員已經開發出一種用于冷卻反物質的新型捕集器,它增加了反物質實驗可用的樣本大小并提高了測量的精度。
激光冷卻是一種領先的技術,本質上說,當一個原子被激光束擊中時,它吸收并重新釋放光子,這改變了它的動量。盡管CERN的另一個項目最近在該領域取得了突破,但很難讓反物質直接響應這種方法。相反,反物質可以通過激光冷卻附近的離子間接冷卻,然后吸收反物質粒子的熱量。不過問題又回到了把物質和反物質放在同一個陷阱里。
為此,在新版本中,CERN的BASE科學家們用了一個3.5英寸的超導諧振電路連接了兩個潘寧陷阱--一個含有一團鈹離子,而另一個則含有一個反質子。當鈹被激光冷卻時,能量從反質子轉移到離子,然后通過電路,從而冷卻反質子。
研究團隊表示,這種方法可以比通常更快地將樣品冷卻到更低的溫度。
“這是精密潘寧陷阱光譜學的一個重要里程碑,”該研究的論文作者之一Christian Smorra說道,“通過優化程序,我們應該能達到20到50毫李克文(mK)量級的粒子溫度,理想情況下冷卻時間是10秒量級。之前的方法可以讓我們在10小時內達到100兆瓦。”
這為更精確的測量鋪平了道路,而更精確的測量反過來可以解釋為什么宇宙中反物質如此之少。人們認為,電荷是物質和反物質之間唯一真正的區別()以及量子數的細微變化),但最好不要依賴假設。科學家們正在研究反物質的一些基本屬性,并將它們跟其他物質進行比較--如果有什么不同的話,它可能是解開整個謎團的關鍵。
“我們的愿景是不斷提高物質-反物質比較的精度以更好地理解宇宙物質-反物質的不對稱性,”該研究的論文作者之一Stefan Ulmer說道,“這項新開發的技術將成為這些實驗的關鍵方法,這些實驗旨在在萬億次水平測量基本反物質常數。”