标题激光光谱学研究积极测量收集反质子

人们普遍认为，物质和反物质在宇宙的开端，在等量创建在宇宙大爆炸。现在，一个国际物理学家小组正在开发的概念来解释为什么可见宇宙似乎要完全脱离物质和发生了什么事，据说创建的所有反物质。根据目前粒子物理学理论，物质和反物质应具有完全相同的属性，它们之间相互作用的时候，应该有效消灭对方或相互抵消。
　　
　　独立的反物质的光谱正树堀博士的研究小组，这是与马克斯普朗克量子光学研究所（MPQ），进行实验，这是进行反质子减速器在欧洲核子研究中心，一个位于日内瓦附近的粒子物理学实验室的一部分，实验室的原子光谱和使用慢反质子的实验（ASACUSA）的碰撞。在实验中涉及的其他机构在日本东京大学，在意大利布雷西亚大学，在奥地利的斯特凡迈尔研究所和KFKI研究所在匈牙利。
　　
　　“试想测量的艾菲尔铁塔的重量”哈瑞说。“我们已经在这里实现的精度大致相当于小于麻雀栖息在上面的重量内测量。下一次，这将是一片羽毛。”
　　
　　一个反质子（黑色球体）被困氦原子内的两束激光探测。
　　
　　物理学家认为，反物质原子应该掂量一下与他们的事完全一样。如果科学家们通过实验发现任何偏差，但是小，那就表明这个基本的对称性被打破。“小”是这里的关键字，使尽可能高的精度比较，这是必须用最精确的方法和手段可用。
　　
　　反物质在实验室处理是极其困难的，因为接触到的普通物质（即使在一个房间里的空气分子）后，立即被歼灭，为能源和新粒子的转换。从MPQ的研究人员在与欧洲，日本和美国的群体的合作在1997年，开始在欧洲核子研究中心的设施建设，称为反质子减速。这里收集和储存在高能碰撞中产生的反质子在安排在一个190米长的赛道形状真空管。反质子是逐渐减慢，然后被运往多次实验。要建立和研究antiprotonic原子，ASACUSA合作发送到的反质子氦目标。
　　
　　正常的氦原子的两个电子轨道围绕它的核心组成一个。antiprotonic氦，这些电子被替换一个反质子，发现在约100picometers从细胞核的兴奋轨道。科学家火到原子激光束，并仔细调整其频率，直至反质子，一个量子跳跃从一个轨道到另一。这个频率与理论计算比较，可确定的反质子的质量相电子。
　　
　　因为轻摇antiprotonic原子周围随机根据自己的热能，使原子走向不同频率的激光束的经验相比，这些逐渐远离产生的不精确的重要来源。
　　
　　他们在2006年以前的测量，同一个团队用一个激光束，可达到的精度是由这摇动效果管辖。这一次，他们用两束在相反的方向移动，与轻摇两束部分取消的结果。结果是四到六倍提高精度。
　　
　　激光头造成了反质子，使一个虚拟的能量水平，通常不是由量子力学所允许的量子跳跃，使第二个激光实际上可能带来反质子高达最接近允许的状态。这种双光子跳通常是难以实现的，因为反质子是沉重的，但MPQ的科学家完成建设两个的UltraSharp激光器，仔细选择一个特殊的激光频率组合。要做到这一点，他们用光学频率梳。
　　
　　哈瑞说：“我们已经测得的相对与一个10位数的精度的电子反质子的质量和发现完全类似的精度质子值相同，”。“这可以被视为确认CPT定理。此外，我们了解到，反质子像正常的粒子的量子非线性光学服从同样的法律，我们可以使用激光来操纵他们。双光子技术将允许在未来实现高得多的精度，使最终比质子反质子的质量可能会更好。”