據歐洲核子研究中心(CERN)網站3月31日報道，該機構的ALPHA合作組在最新一期《自然》雜誌撰文稱，研究人員首次用激光冷卻技術成功冷卻了反氫原子，為(wei) 更精確測量反氫內(nei) 部結構及其在引力作用下的行為(wei) 奠定了基礎。

　　ALPHA合作組發言人傑弗裏·漢斯特表示，將這些測量結果與(yu) 氫原子比較，可以揭示物質原子和反物質原子之間的差異。這種差異如果存在的話，有助於(yu) 解釋為(wei) 什麽(me) 宇宙隻由物質組成——所謂的物質—反物質不對稱。此外，能用激光冷卻反氫原子將改變光譜學和引力測量領域的遊戲規則，為(wei) 反物質研究帶來新視角，比如製造出反物質分子等。

　ALPHA合作組從(cong) CERN的反質子減速器中提取了反質子，與(yu) 來自鈉-22的正電子結合，製造出了反氫原子，並將其置於(yu) 磁阱中，防止它們(men) 與(yu) 物質接觸而湮滅。

　　漢斯特解釋說，對反原子開展光譜研究——測量其對電磁輻射(激光或微波)的反應，使他們(men) 能以前所未有的精度測量反氫原子從(cong) 最低能量狀態(1S)到更高能量狀態(2P)的躍遷，但這種光譜測量以及後續測量反氫原子在地球引力場中行為(wei) 的精度受到其動能(溫度)的限製，而這正是激光冷卻大顯身手的地方。

　　在這一技術中，反原子吸收激光光子，達到更高能量狀態，隨後又發射光子並自發地衰變回初始狀態。因為(wei) 相互作用取決(jue) 於(yu) 反原子的速度，且光子傳(chuan) 遞動量，這種吸收—發射循環會(hui) 將反原子冷卻到極低溫度。

　　在本研究中，ALPHA合作組通過使用頻率略低於(yu) 兩(liang) 種狀態之間躍遷頻率的脈衝(chong) 激光，反複驅動反氫原子從(cong) 1S狀態到2P狀態，對其進行冷卻。在照射被捕獲反原子數小時後，研究人員觀察到原子的中位動能減少了10倍多，許多反氫原子的能量到達1微伏以下(溫度比絕對零度高約0.012℃)。

　　漢斯特說：“我們(men) 演示了反氫原子的激光冷卻，這是CERN的反質子減速器多年來反物質研究和發展的一大成果，也是迄今我們(men) 做過的最困難的實驗。”