首页 >
反氢
✍ dations ◷ 2025-04-03 17:07:52 #反氢
反氢(antihydrogen)是对应元素氢的反物质:每颗氢原子是由一颗质子及电子组成,而反氢则是由一颗反质子及正电子组成。其化学符号多以“H”表示,即“H”上加一横条,读作“H-bar”,原子序是-1。1932年,此前一直研究宇宙射线的卡尔·戴维·安德森了发现带正电荷的电子:正电子。1955年,埃米利奥·塞格雷和欧文·张伯伦通过使用粒子加速器“Bevatron(英语:Bevatron)”发现了反质子,即反氢的原子核。在此实验中还发现了反中子。1995年,欧洲核子研究组织(CERN)和德国的研究小组发现在反质子周围与正电子反应,产生反氢圈,次年一月公布结果。根据粒子物理学的CPT定律,反氢的不少特性均与氢相同,包括质量、磁矩及在量子状态中的过渡频率(即把激光或微波光束射在反氢原子上,会发出与氢相同颜色的光,例如:1s-2s的过渡频率同样为243 nm)。由于反物质的质量不会呈负数,因此在万有引力方面,反氢也应与正氢相同。当反氢原子与正物质接触,它们会很快湮灭并化为伽马射线及高能量π介子,这些π介子又很快会衰变为μ子、中微子、正子及电子,并很快会消失。如果反氢原子处于真空环境,又不与正物质碰撞,它们理应永远存在,不会湮灭消失。自然界的环境不会出现反氢,因此需靠人们以粒子加速器来制造。1995年,欧洲核子研究组织(CERN)成功在瑞士日内瓦的研究所中,以射击反质子来制造反氢原子,而这些反质子是在粒子加速器中的氙原子团中产生的。当一粒反质子接近氙原子核时,会产生正负电子各一粒,正电子给反质子抓获时,便会产生反氢原子。由于每粒反质子能变为反氢原子的机会率约为10-19,因此以这个方法去大量生产反氢原子,成本定会极为昂贵。近年,ATRAP及ATHENA两个计划正于CERN共同进行研究,他们把从放射性金属钠中产生的正电子与困在彭宁离子阱中的反质子融合为反氢原子,每秒钟可生产100颗,这个方法于2002年首度试验,至2004年共生产了数十万颗。这些反氢原子由于温度极高,约为摄氏数千度,因此撞向实验器皿时湮灭的机会也极高。而下一个目标是要制造低温的反氢,并处于接近绝对零度的水平,使之可由磁场来密封。然后可以激光来准确量度其过渡频率,如果其结果与正氢不同,纵使其差距小,也能证明它们的特性不完全相同,并能帮助解释为何宇宙的物质以正物质为主,而非反物质。2016年12月19日,《自然》杂志登出CERN的反氢激光物理仪器(Antihydrogen Laser Physics Apparatus︔缩写作ALPHA)反质子减速器测得反氢中最低的两个能级(1S与2S)之间的电子跃迁(英语:atomic electron transition),其结果在实验误差内与一般的氢原子一致,吻合物质-反物质对称性的CPT对称性定律概念。人们亦可利用同样方法制造反氘(D;2H)、反氚(T;3H),或甚至是反氦(He),只是其难度更高。在2011年4月29日出版的英国《自然》杂志上刊登了成功合成反氦-4的消息,方法是将两个接近光速的金原子核对撞,通过筛选共探测到18个反氦-4的信号。
相关
- 反磁性抗磁性(Diamagnetism,亦作反磁性)是一些类别的物质,当处在外加磁场中,会对磁场产生的微弱斥力的一种磁性现象。抗磁性的成因,是当物质处在外加磁场中,外加磁场使得物质电子轨道(更精
- 泰勒斯米利都的泰勒斯(希腊语:Θαλῆς ὁ Μιλήσιος,公元前624年-公元前546年),常被称为泰勒斯(希腊语:Θαλῆς,Thalēs,英语:Thales,/ˈθeɪliːz/),是古希腊古风时期的自然哲学
- 舌舌(舌头)是口腔底的肌肉,帮助咀嚼、吞咽、构音和感受味觉。舌能辨别酸、甜、苦、辣、咸、鲜味,舌表面的大部分粘膜上皮中含味蕾。因为舌是帮助发声的器官之一,在一些语言中,比如在
- 巩膜巩膜属于眼球纤维膜,在眼球内,约占眼球纤维膜的5/6,为乳白色不透明的纤维膜,起保护眼球内容物和维持眼球形态的作用。巩膜前缘接角膜缘,后方与视神经的硬膜鞘相延续。巩膜与角膜
- 鼻中隔软骨鼻中隔软骨(英语:septal nasal cartilage)是由透明软骨(英语:hyaline cartilage)所组成。某些地方看起来像四边形,其边缘比中间还要厚实。鼻中隔软骨把前面鼻腔的中间部分给分成左
- 动名词动名词(gerund)在拉丁语和英语语法,是一种非限定动词形式,可以有名词的功能性。在英语动名词的结尾为 -ing(例如:I enjoy playing basketball. - 我很喜欢打篮球。);同样的动词形式
- 设计所谓设计,即“设想和计划,设想是目的,计划是过程安排”,通常是指有目标和计划的创作行为及活动。原意是“设置摆放其元素,并计量评估其效用”,现代通常指预先描绘出工作结果的样式
- 下界在很长一段时间里,界(Kingdom)是生物科学分类法中最高的类别。一开始人只将生物分为动物和植物两界,微生物被发现后,也长时期被分入动物或植物界:好动的微生物被分入动物界,有色素
- 土著原住民,旧称土著,是指某地方较早定居的族群,皆源自外来者(尤其是入侵者)对本地人(或族群)的称谓,原意指当地居民、原居民,但多具有土番、番人、土人等落后的贬意,然而到了二十世纪后期
- 119年印度塞人王朝西娑多婆王朝(英语:Western Satraps)国王纳哈巴纳(英语:Nahapana)(119年-124年在位)即位,他攻击案达罗国并吞并了南拉杰普塔纳(Rajputana)。