什么是反氢原子

　　用自然界不存在的原子进行试验在基础物理研究中作用很大,但是面临的重大挑战是,非自然存在的原子其存在的时间特别短暂。一般的反物质原子有一个粒子和一个反粒子,非常不稳定,存在的时间不到1微秒。反氢原子则完全由反粒子——一个带负电的反质子和一个带正电的正电子组成,根据宇称理论,氢原子比较稳定,反氢原子也应有等长的稳定存在时间。所以科研人员选用反氢原子来研究反物质。

　　反物质是由反粒子组成的物质,反粒子的质量等特性与组成普通物质的粒子相同,但电荷等特性相反。反氢原子是氢原子对应的反物质形态,氢原子由一个带负电的电子和一个带正电的质子构成,反氢原子则与它正好相反,由一个带正电的正电子和一个带负电的反质子构成。反物质是正常物质的反状态。当正反物质相遇时,双方就会相互湮灭抵消,发生爆炸,释放出高能光子或伽马射线,能量释放率要远高于氢弹爆炸。

　　此次欧洲核子研究中心采用了先进的反物质捕捉技术,捕捉器每次捕捉到的反原子数量增加了5倍。科研人员相信,如果困住反氢原子的时间足够长的话,就可对反物质深入进行一系列基础研究,如研究电荷——宇称——时间逆反理论,反氢原子在冷却到一定温度时的重力效应。

　　反物质概念是英国物理学家保罗•狄拉克在20世纪30年代提出的。1932年美国物理学家卡尔•安德森在实验中证实了正电子的存在。随后又发现了负质子和自旋方向相反的反中子。2011年5月初,中美两国科学家合作发现了迄今最重的反物质粒子——反氦4。

　　正反物质的不对称疑难,是物理学界所面临的一大挑战。科学家认为,在宇宙诞生的大爆炸中产生了等量的物质与反物质。后来,由于某种原因,大部分反物质转化为物质。再加上有的反物质难于被观测,所以,人们观察到的世界主要是由物质组成。研究反物质原子的特性、比较它们与普通原子在物理规律上是否对等,有助于解开疑问。 (郭林）