科学家制造反物质原子解决反重力问题

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反物质是一种人类陌生的物质形式，在粒子物理学里，反物质是反粒子概念的延伸，反物质是由反粒子构成的。反物质和物质是相对立的，会如同粒子与反粒子结合一般，导致两者湮灭并释放出高能光子或伽玛射线。1932年由美国物理学家卡尔·安德森在实验中证实了正电子的存在。随后又发现了负质子和自旋方向相反的反中子。到目前为止，已经发现了300多种基本粒子，这些基本粒子都是正反成对存在的，也就是说，任何粒子都可能存在着反粒子，2010年11月17日，欧洲研究人员在科学史上成功“抓住”微量反物质。2011年5月初，中国科学技术大学与美国科学家合作发现迄今最重反物质粒子——反氦4。2011年6月5日欧洲核子研究中心的科研人员宣布已成功抓取反氢原子超过15分钟。

根据一份最新报告，有关和常规物质对应的“反物质”是否会施加“反引力”的疑问或许即将被科学家们解开。

常规物质会对整个宇宙中的其它物质产生引力，但到目前为止人们依然不清楚反物质是否会相应地产生“反引力”。近日一个科学家小组在《物理评论快报》上发表一篇文章，称他们已经成功制备稳定存在的电子-正电子对。正电子是带正电的电子，是电子的反粒子。由这种粒子对构成的射束将最终帮助科学家回答这个问题。

对于物理学中定义的每一个粒子，它们都拥有相应的反粒子，在科学家已经测量过的任何方面，两者都是相同的，除了一点它们拥有相反的电荷。根据现有理论，在宇宙诞生之初，物质和反物质是等量产生的。当两者相遇时就会发生湮灭反应，彻底消失。

那么问题就来了既然物质和反物质两者是等量的并且会相互湮灭，那么我们现在看到的这个由物质构成的宇宙，甚至由物质构成的“我们”又是怎么存在的？

区分出反物质的一条重要性质可能就是其引力行为特性。大多数科学家都相信反物质会被常规物质所吸引。也有一些学者对此持怀疑态度，他们认为反物质可能会产生“反引力”，它们会向上落下！这一点或许可以解释为什么宇宙没有在它最初诞生的那一刻就立即被湮灭反应彻底消灭。它或许也可以解释为何宇宙会加速膨胀。

这一理论的最大问题在于目前还没有可以验证它的手段。不过近日美国加州大学河滨分校的研究人员正在这一问题上取得进展，他们正逐渐接近一劳永逸解决这一难题的最终目标。

他们宣布已经成功制造出电子-正电子对，它们两者可以稳定态相互绕转，这种现象被称为“电子偶素”。

科学家们不断向这个脆弱的粒子对注入能量，维持一种被称作“里德伯状态”的平衡形式，从而阻止物质和反物质粒子的接触。就像是车道那样，粒子可以在不同轨道中相互绕转，只要它们能够获得额外的能量输入即可。在里德伯状态中，两个粒子获得更高的能量维持相对分离的轨道，从而可以实现让该粒子对稳定存在相对较长时间的目标30亿分之一秒。

现在科学小组正计划进一步改进他们的方法，让这一粒子对的稳定存在时间延长至数千分之一秒，从而能够制备一束原子流，看看它究竟会向哪个方向“落下”。