北京
反物质这东西，向来不好"抓"。这也是它至今仍显得神秘的原因之一。最近，一支物理团队把单个反物质粒子困住了好几个月——不是几毫秒，是几个月。
他们把这颗粒子冷却到接近绝对零度的温度，在不接触它的前提下，精确控制它的量子态。这项实验发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上，被视为理解物理学重大谜题的一次突破。
说起来，反物质理论上应该无处不在。数学预测每一种物质粒子都有对应的反粒子，这一点科学家早已通过实验验证。照此推算，宇宙中物质与反物质的数量应当相当。但我们观测到的一切，几乎都由普通物质构成——为什么，至今没有答案。
实验室里可以造出反物质粒子，可研究它们依然极其困难。反粒子一旦接触普通物质，两者就会湮灭并释放能量。为了不让研究设施"炸掉"，科学家用真空腔和电磁场把反粒子悬空隔离。但这只解决了一部分问题：研究这些粒子、尤其是在量子尺度上做实验，仍然棘手。
这次，研究人员困住的是一个正电子——电子的反物质对应物。团队由杰拉尔德·加布里埃尔斯（Gerald Gabrielse）带领，研制出一台名为"单正电子量子回旋加速器"的装置，用电场和磁场把正电子悬在真空中，温度接近绝对零度。这意味着这颗粒子处在最低能量状态，研究人员得以对它的量子行为施加受控的改变。
与粒子物理中的其他方法不同，这套做法不会摧毁粒子。正因如此，他们才能把单个反粒子困住数月之久，反复进行测量。
那么，驯服反物质粒子究竟能教我们什么？科学家知道，物质与反物质的性质非常相似。比如电子和正电子质量完全相同，电荷却相反。但两者到底有多相似、是否存在至今实验中未被察觉的细微差异，仍是悬而未决的问题。
为此，研究人员想比较两种粒子的磁性。物理学家对电子的测量已经非常精确，而要在正电子上达到同等精度却困难得多。据美国物理学会（American Physical Society）的说法，新装置有望让反物质粒子的测量精度比此前提升约30倍。
到目前为止，这项实验还没有发现两种粒子之间存在任何意外的差异。研究人员真正取得的，是探测这些差异的能力变强了。如果未来的测量发现正电子对磁场的响应与电子不同，科学家就不得不修改他们用来解释物质与反物质行为的部分定律。
换句话说，这颗粒子被"关"住的几个月，换来的不是某个结论，而是一把更精细的尺子。至于尺子量出什么，还得等下去。
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
