據(jù)美國每日科學網(wǎng)站報道，加拿大和歐洲核子研究中心(CERN)的物理學家在22日出版的《自然》雜志上撰文稱，他們首次實現(xiàn)并觀察了反氫內(nèi)基準的原子能量躍遷——萊曼-α(Lyman-alpha)躍遷，向冷卻和操縱反物質(zhì)的基本形式邁近了一步。

研究負責人、不列顛哥倫比亞大學(UBC)的化學家兼物理學家結奈孝允(音譯)說：“萊曼-α躍遷是常見的氫原子內(nèi)最基本、最重要的躍遷，在反氫中捕獲到相同的現(xiàn)象，開辟了反物質(zhì)科學的新時代。”

100多年前，科學家首次在氫氣中觀察到萊曼-α躍遷——當一個氫原子的電子從低軌道轉(zhuǎn)移到高軌道時，發(fā)出了一系列紫外線輻射。在最新研究中，結奈孝允團隊與歐核中心反氫激光物理裝置(ALPHA)項目加拿大小組攜手，采用磁方法在真空內(nèi)捕獲了數(shù)百個反氫原子，利用持續(xù)時間達到納秒的激光脈沖，使其實現(xiàn)了相同的躍遷。

結奈孝允團隊正在開發(fā)用于操控反氫的激光系統(tǒng)，他們表示：“這種方法是一種冷卻反氫的途徑，將大大提高測量精度，使我們能測試反物質(zhì)和重力如何相互作用——這仍然是一個未解之謎。”

反物質(zhì)會與物質(zhì)相互作用而湮滅，因此很難捕獲且很難“打交道”，但對它的研究有助于揭示宇宙中一個重大奧秘：為什么在大爆炸時數(shù)量應與物質(zhì)等同的反物質(zhì)幾乎全都消失了?

歐核中心ALPHA項目團隊發(fā)言人富藤華(音譯)說：“觀察反氫內(nèi)的萊曼-α躍遷，讓我們更接近回答物理學中的一些重要問題。在過去的幾十年里，科學家們已經(jīng)使用光學操作和激光冷卻徹底改變了原子物理學的面貌，借助新結果，我們可以開始應用相同的工具來探測反物質(zhì)的奧秘。”

除了要捕獲數(shù)量足夠多的反氫原子外，對激光系統(tǒng)組件進行微調(diào)也需數(shù)年時間。該團隊接下來將利用激光創(chuàng)新技術幫助生成冷原子和密集的反原子樣品，用于精密光譜和重力測量。