新反物质陷阱可以帮助解释为什么宇宙不会自我毁灭

　　据外媒报道，反物质是一种很难研究的物质，尤其是因为它会摧毁任何你试图放入它的容器。但现在，欧洲核子研究中心（CERN）的物理学家们已经开发出一种新的反物质陷阱，它可以在几秒钟而不是几小时内冷却样品。这一进展使得科学家们能更长时间地研究更大的样本，这可能有助于解开宇宙中一些最大的谜团。
　　反物质是主宰我们周围世界的常规物质的邪恶双胞胎。两者的主要区别是它的粒子跟普通粒子的电荷相反，但这个简单的变化却有一个主要的含义如果物质和反物质粒子相遇它们会在能量爆发中相互湮灭。
　　幸运的是，反物质在今天的宇宙中极其罕见，但科学家不确定为什么会这样。根据标准模型，大爆炸应该产生了等量的物质和反物质，然后它们应该在真正开始前相撞并消灭了宇宙的大部分内容。我们现在在这里质疑它的事实表明，这并没有发生，但什么使天平向物质倾斜仍是科学上最令人困惑的谜团之一。
　　遗憾的是，反物质的稀有性和不稳定性使得研究这个问题变得困难。它只能在大型强子对撞机（LargeHadronCollider）等设备中以极少量的量产生。在这些设备中，粒子被粉碎在一起从而产生物质和反物质粒子对。然后反物质就很难储存，显然你不能把反物质放在罐子里，因为反物质一接触到物质就会突然消失。
　　因此，科学家们将反物质储存在所谓的潘宁陷阱（Penningtrap）中，这种陷阱通过利用电磁场将粒子和反粒子悬浮在真空中。这些样品通常被冷却到极低的温度以减少噪音，但通常用于物质的技术很难应用于反物质。现在，CERN的研究人员已经开发出一种用于冷却反物质的新型捕集器，它增加了反物质实验可用的样本大小并提高了测量的精度。
　　激光冷却是一种领先的技术，本质上说，当一个原子被激光束击中时，它吸收并重新释放光子，这改变了它的动量。尽管CERN的另一个项目最近在该领域取得了突破，但很难让反物质直接响应这种方法。相反，反物质可以通过激光冷却附近的离子间接冷却，然后吸收反物质粒子的热量。不过问题又回到了把物质和反物质放在同一个陷阱里。
　　为此，在新版本中，CERN的BASE科学家们用了一个3。5英寸的超导谐振电路连接了两个潘宁陷阱一个含有一团铍离子，而另一个则含有一个反质子。当铍被激光冷却时，能量从反质子转移到离子，然后通过电路，从而冷却反质子。
　　研究团队表示，这种方法可以比通常更快地将样品冷却到更低的温度。
　　这是精密潘宁陷阱光谱学的一个重要里程碑，该研究的论文作者之一ChristianSmorra说道，通过优化程序，我们应该能达到20到50毫李克文（mK）量级的粒子温度，理想情况下冷却时间是10秒量级。之前的方法可以让我们在10小时内达到100兆瓦。
　　这为更精确的测量铺平了道路，而更精确的测量反过来可以解释为什么宇宙中反物质如此之少。人们认为，电荷是物质和反物质之间唯一真正的区别以及量子数的细微变化），但最好不要依赖假设。科学家们正在研究反物质的一些基本属性，并将它们跟其他物质进行比较如果有什么不同的话，它可能是解开整个谜团的关键。
　　我们的愿景是不断提高物质反物质比较的精度以更好地理解宇宙物质反物质的不对称性，该研究的论文作者之一StefanUlmer说道，这项新开发的技术将成为这些实验的关键方法，这些实验旨在在万亿次水平测量基本反物质常数。