▲英属哥伦比亚大学制造的蓝宝石激光系统。
《自然》杂志8月22日报道，欧洲核子研究中心（CERN）的物理学家首次在反氢中观察到基准的原子能级跃迁，这向着冷却和操纵反物质的基本形式迈出了重要一步。英属哥伦比亚大学（University of British Columbia）的研究人员、反氢激光系统项目主持人百濑高政（Takamasa Momose）说：“莱曼-阿尔法跃迁是普通氢原子最基本和最重要的跃迁形式。在反氢中发现这一相同的现象，为反物质科学开辟了一个新时代。激光技术是实现反氢原子冷却的一种途径，它可以显著提高实验的测量精度，并使反物质和重力的相互作用研究成为可能。”
反物质的研究非常困难，但研究反物质对解开为何与物质等量的反物质在大爆炸时期消失了这一谜题非常重要。加拿大粒子加速器中心研究人员藤原城（Makoto Fujiwara）说：“这让我们距离回答物理学中的一些重要问题更近了。在过去的几十年中，科学家利用光学技术和激光冷却彻底改变了原子物理学。现在，我们可以利用相同的技术来探索反物质的奥秘。”
莱曼-阿尔法跃迁最初发现于100多年前，它是氢原子的电子从低轨道进入高轨道时发射出的一系列紫外辐射。在持续数纳秒的激光脉冲作用下，藤原等在真空中使被磁困的数百个反氢实现了相同的跃迁。实验过程中，研究人员除了需要将大量反氢磁困足够长的时间外，还需要花费大量时间微调激光系统。百濑说：“由于研究人员并不能看到激光脉冲，因此我们几乎像是在失明状态下进行工作。”
研究团队的下一步计划是利用激光的创新技术，协助制造出冷而致密的反原子样品，进而用于精密光谱观测和重力测试。
编译：雷鑫宇 审稿：alone
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