據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)1月7日（北京時(shí)間）報(bào)道，zui近，一個(gè)由美國(guó)和加拿大科學(xué)家組成的研究小組，提出了一種為陷落反氫原子制冷的新方法，能使反氫原子溫度比現(xiàn)在所能達(dá)到的溫度低25倍，使它們更穩(wěn)定，便于開展各種實(shí)驗(yàn)操作。研究人員指出，該成果有可能大大推動(dòng)反物質(zhì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)步，幫人們揭示反物質(zhì)迄今未知的神秘性質(zhì)。相關(guān)論文發(fā)表在zui近的物理學(xué)會(huì)（IOP）出版物《物理學(xué)雜志B輯：原子、分子與光學(xué)物理》上。
反氫原子是在超高真空陷阱中，將反質(zhì)子射入正電子等離子體而形成。在此過(guò)程中，反質(zhì)子會(huì)捕獲一個(gè)正電子，成為一個(gè)處于激發(fā)態(tài)的反氫原子，相對(duì)于它們的陷落深度而言，其能量較高，會(huì)干擾人們對(duì)其性質(zhì)的檢測(cè)。降低反氫原子能量的方法主要是用激光將其降低到極低溫度。這一過(guò)程叫做多普勒冷卻（Doppler cooling），已經(jīng)比較成熟。
測(cè)量反物質(zhì)要求嚴(yán)格的參數(shù)限制。“造出必需數(shù)量的波長(zhǎng)在121納米的激光，并使這種光配合反氫原子捕獲實(shí)驗(yàn)，這并非瑣碎研究。”論文合著者、美國(guó)奧本大學(xué)教授弗朗西斯·羅拜奇奧克斯說(shuō)，經(jīng)過(guò)一系列計(jì)算機(jī)模擬，他們證明了該方法能將反氫原子冷到約20毫開，而目前紀(jì)錄為500毫開。
“降低了反氫原子能量，對(duì)其所有參數(shù)的檢測(cè)就可能更加。我們的方法能使陷落的反氫原子平均能量降到不足原來(lái)的1/10。”羅拜奇奧克斯說(shuō)，“反氫原子實(shí)驗(yàn)的zui終目標(biāo)是將它們的性質(zhì)與氫原子作比較，降低其能量是實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的重要一步。”
“無(wú)論過(guò)程是什么，反氫原子的運(yùn)動(dòng)速度越慢，就會(huì)陷落得越深，由此損失也會(huì)越少。”羅拜奇奧克斯說(shuō)。2011年，歐洲核子研究中心（CERN）報(bào)告說(shuō)，他們將反物質(zhì)陷落時(shí)間延長(zhǎng)到1000秒，一年后，人們對(duì)反氫原子進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。雖然控制陷落反氫原子的技術(shù)過(guò)程已廣為人知，但研究人員認(rèn)為，激光致冷還能使反氫原子被陷落的時(shí)間大大增加。
造出更冷的反氫原子，還可用于測(cè)量反物質(zhì)的重力性質(zhì)。論文合著者、加拿大國(guó)家粒子與核物理國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的藤原誠(chéng)說(shuō)，至今還沒(méi)人見(jiàn)過(guò)反物質(zhì)在重力場(chǎng)中是上升還是下降，要實(shí)現(xiàn)這一觀察，激光致冷技術(shù)是非常重要的一步。
