美國西北大學的物理學家將一個反物質粒子困在裝置中長達數月,研究成果發表於《物理評論快報》。團隊由加布里埃爾斯(Gerald Gabrielse)帶領,目的是研究反物質的行為是否與它所對應的一般物質不同。

1. 如何困住正子

反物質一旦接觸一般物質就會爆炸。為避免粒子碰到任何東西,團隊打造了名為單正子量子迴旋加速器的裝置,以接近絕對零度的低溫及看不見的磁力與電力,讓粒子懸浮在真空中,完全不碰到器壁。

2. 實驗過程

團隊先在正子從放射性物質射出時將它捕捉,再冷卻到只比絕對零度高0.3度。加布里埃爾斯說,最困難的是讓這個高速粒子慢下來,才能抓住它。這項首創的實驗讓粒子處於最低能態,使科學家能在數月間精準控制它而不將它摧毀。

3. 研究意義

這項突破可能有助解答宇宙的一大謎題:大霹靂理論上應產生等量的物質與反物質,兩者在數十億年前就應相互抵消,但如今幾乎一切都由一般物質構成。

4. 初步結果

到目前為止,這個反物質粒子的表現與一般電子沒有不同。根據美國物理學會,新裝置可讓相關測量精確約30倍。加布里埃爾斯表示,現有理論預期兩項測量不會有差異;他說,若結果不相等,將是物理學過去一世紀最重大的發現。

加布里埃爾斯形容,團隊讓這個高速正子在裝置中安分待上數月。

精華 FAQ

Q1:研究成果發表在哪裡?

研究成果發表於《物理評論快報》,由西北大學加布里埃爾斯帶領的團隊完成。

Q2:正子是如何被困住的?

團隊用名為單正子量子迴旋加速器的裝置,以接近絕對零度的低溫及磁力與電力讓粒子懸浮在真空中。

Q3:新裝置能帶來什麼改進?

根據美國物理學會,新裝置可讓相關測量精確約30倍。

資料來源:紐約郵報