|
2017-10-25Science科学说22评 一些世界顶级科学家声称，宇宙本不应该存在。 专家说，根据物理学的标准模型，宇宙应该在形成时就自我毁灭。 这是因为宇宙生来就有等量的物质和反物质，它们必须碰撞并立即湮灭彼此。 但这并没有发生——科学家们仍然困惑于为什么。 研究人员花了数年时间来研究反物质和物质之间的区别，这就解释了为什么在宇宙形成的时候，它们没有相互抵消湮灭。 研究人员最近提出的一种可能性是物质和反物质可能具有不同的磁性。 但新的研究表明，它们是相同的，加深了为什么宇宙仍然存在的神秘。 反物质是普通物质的镜子 正常的原子是由充满正电荷的原子核组成的，它被负电荷的电子环绕。 然而，他们的反物质对手恰恰相反。它们有负的原子核和带正电的电子，称为正电子。 当物质和反物质相遇时，它们会立即彼此湮灭，释放出一种可检测的能量。 大爆炸被认为产生了等量的物质和反物质，而且它应该摧毁所有物质。 但矛盾的是，今天，宇宙主要是由普通物质组成，几乎没有任何反物质存在。 多年来，人们一直在寻找各种可能性来解释这个谜团。 这些包括研究反物质和物质之间电荷和质量的差异。 现在，欧洲核子研究中心的科学家们进行了一项新的超精确测量，研究了物质和反物质的磁性是否不同。 测试表明它们具有相同的磁性，这使得一些科学家质疑为什么宇宙还存在。 “我们所有的观测都发现了物质与反物质之间的完全对称，这就是为什么宇宙不应该存在的原因，”新研究的主要作者克里斯蒂安·斯莫拉博士说。 “不对称必须存在于某处，但我们只是不明白它们的区别在哪里。”对称的来源是什么? 位于日内瓦的欧洲核子研究中心(Cern)的研究小组对一个反质子的“磁矩”进行了最精确的测量，这是一个测量粒子对磁力的反应的数字。 欧洲核子研究中心的科学家研究了物质和反物质的磁性，以观察两者是否存在差异。他们使用了一种新颖的存储技术来研究那些将其固定在专门的“潘宁陷阱”中的反质子(如图) 他们发现反质子的磁矩和质子的磁矩是一样的，但有相反的符号。 虽然先前的研究已经表明电荷，物质和其他物质的性质和反物质可以精确地相互抵消，这是科学家第一次证明这同样适用于他们的磁矩。 研究人员花了10年时间开发一种技术来测量质子和反质子的这种特性。 他们首先建立了一种方法来测量质子的磁矩，将其困在磁场中。 然后，他们在每个粒子的旋转中使用一个单独的磁场触发了“量子跃迁”——这是2014年首次实现的开创性技术。 但是在反质子中使用同样的测量方法却因粒子的不稳定性而变得更加困难。 反物质是出了名的不稳定，一旦接触到正常的物质，就会立即抹掉它。 这意味着不可能把它藏在一个物理容器里，所以欧洲核子研究中心的研究人员在“Penning trap”中捕捉到了反质子。 这些容器大小相当于一个普林格尔(Pringles)的大小，可以将粒子储存在特殊的磁场和电场中。 该团队利用一项创新的新技术，将反质子交换到两个潘宁陷阱之间，制造出了世界上最有效的反物质容器。 他们的存储技术使他们能够比以往更精确地测量反质子的磁矩。 实验表明，质子和反质子具有相同的磁性。图中是日内瓦的欧洲核子研究中心反质子减速机，显示了控制设备、安装了Penning陷阱的超导磁体以及反质子传输光束管 这一结果为反质子的磁矩提供了一个值，这与三年前测量的质子磁矩完全相同。 该研究小组的发言人斯特凡·乌尔默(Stefan Ulmer)说，这一结果是多年持续研究和开发的结果，成功完成了一项有史以来最困难的测量仪器。 其他专家正在研究不同的性质来解释为什么宇宙仍然存在。 这些因素包括反物质有上升的重力。 本文来自腾讯新闻客户端自媒体，不代表腾讯新闻的观点和立场 |
|
|
