人类首次!一碰就消失的反物质粒子,被科学家“关”了好几个月

发布时间:2026-10-22 14:37

  美国西北大学官网今日发文,该校的物理学家首次将单个正电子 —— 电子的反物质对应物 —— 引导进入一个极其精确控制的量子态,并将其“囚禁”了数个月。

  科学家们捕捉到放射性衰变中高速移动的粒子后,将其冷却至接近绝对零度。然后,他们将粒子悬浮在近乎完美的真空中,防止它接触普通物质 —— 一旦接触,它就会消失。

  科学家们通过这种方式捕获并冷却了正电子,创造了一个名为“单正电子量子回旋加速器”的装置。在这种状态下,正电子本质上表现得很像一个具有量子能级的人造原子,科学家可以精确控制和观察其状态。

  根据粒子物理标准模型,电子和正电子应该几乎是完全镜像的。通过前所未有的精确测量正电子的磁性,并将其与电子的性质进行比较,物理学家能够对这一基本对称性进行迄今为止最严格的考验。

  如果测量结果不符预期,科学家们将首次揭示标准模型的问题,提供新的线索,揭示许多谜团,包括为何是普通物质主导了宇宙,而非反物质。

  “反物质因为科幻被大众熟知,”负责这项研究的 Gerald Gabrielse 教授表示。“如果你把一个电子和一个正电子碰撞在一起,它们都会消失。我们称之为‘湮灭’,这是一个激发科幻作家想象力的概念。宇宙的最大谜团是,大爆炸应该产生了等量的物质和反物质。但如果那是真的,它就会被毁灭,我们将一无所有。显然这个理论有问题,这正是我们试图弄清楚的。”

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