超级军网科学家“抓住”反物质原子长达一千秒
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/28 20:57:53
http://news.sciencenet.cn//htmlpaper/20116613363958017316.shtm
这次抓住的反氢原子大多数处于基态，即能量最低最稳定的状态
欧洲核子研究中心的科研人员6月5日在英国《自然—物理学》（Nature Physics）杂志上报告说，他们成功地将反氢原子“抓住”长达一千秒的时间，也就是超过16分钟，这有利于对反物质性质进行精确研究。
反氢原子是普通氢原子对应的反物质形态。反物质与普通物质相遇就会湮灭，此前制造出的反氢原子往往只能存在几微秒的时间。2010年11月，欧洲核子研究中心利用反氢原子微弱的磁性，首次成功地用“磁场陷阱”束缚住了反氢原子，时间达172毫秒。
5日发表的新研究在束缚时间上取得了巨大突破。科学家在论文中说，他们在这一轮研究中，先后用磁场陷阱抓住了112个反氢原子，时间从1/5秒到一千秒不等。
分析还显示，这次抓住的反氢原子大多数处于基态，也就是能量最低、最稳定的状态。这有可能是人类迄今首次制造出的基态反物质原子。如果能让反物质原子在基态存在10分钟到30分钟，就可以满足大多数实验的需要。
在这一轮研究中，科学家单次最多一次抓住了3个反氢原子。他们希望能将更多的反氢原子束缚较长时间，使测量数据在统计上更加精确。
反物质是由反粒子组成的物质，反粒子的质量等特性与组成普通物质的粒子相同，但电荷等特性相反。氢原子由一个带负电的电子和一个带正电的质子构成，反氢原子则与它正好相反，由一个带正电的正电子和一个带负电的反质子构成。
反物质至今都是物理学领域的一大谜团。现有理论认为，在宇宙诞生的大爆炸中产生了数量相等的物质和反物质。但在人们观察到的宇宙中，物质占绝对主导地位。研究反物质原子的特性、比较它们与普通原子在物理规律上是否对等，可能有助于解开上述疑点。（来源：新华网 黄堃）
http://news.sciencenet.cn//htmlpaper/20116613363958017316.shtm
这次抓住的反氢原子大多数处于基态，即能量最低最稳定的状态
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欧洲核子研究中心的科研人员6月5日在英国《自然—物理学》（Nature Physics）杂志上报告说，他们成功地将反氢原子“抓住”长达一千秒的时间，也就是超过16分钟，这有利于对反物质性质进行精确研究。
反氢原子是普通氢原子对应的反物质形态。反物质与普通物质相遇就会湮灭，此前制造出的反氢原子往往只能存在几微秒的时间。2010年11月，欧洲核子研究中心利用反氢原子微弱的磁性，首次成功地用“磁场陷阱”束缚住了反氢原子，时间达172毫秒。
5日发表的新研究在束缚时间上取得了巨大突破。科学家在论文中说，他们在这一轮研究中，先后用磁场陷阱抓住了112个反氢原子，时间从1/5秒到一千秒不等。
分析还显示，这次抓住的反氢原子大多数处于基态，也就是能量最低、最稳定的状态。这有可能是人类迄今首次制造出的基态反物质原子。如果能让反物质原子在基态存在10分钟到30分钟，就可以满足大多数实验的需要。
在这一轮研究中，科学家单次最多一次抓住了3个反氢原子。他们希望能将更多的反氢原子束缚较长时间，使测量数据在统计上更加精确。
反物质是由反粒子组成的物质，反粒子的质量等特性与组成普通物质的粒子相同，但电荷等特性相反。氢原子由一个带负电的电子和一个带正电的质子构成，反氢原子则与它正好相反，由一个带正电的正电子和一个带负电的反质子构成。
反物质至今都是物理学领域的一大谜团。现有理论认为，在宇宙诞生的大爆炸中产生了数量相等的物质和反物质。但在人们观察到的宇宙中，物质占绝对主导地位。研究反物质原子的特性、比较它们与普通原子在物理规律上是否对等，可能有助于解开上述疑点。（来源：新华网 黄堃）
除了物质和反物质。还有一种中性物质，这是必然和必要的，不然怎么解释，现有理论认为，在宇宙诞生的大爆炸中产生了数量相等的物质和反物质，反物质与普通物质相遇就会湮灭，而宇宙居然在湮灭状态下诞生。
陆地 发表于 2011-6-7 00:52 ![]()
除了物质和反物质。还有一种中性物质，这是必然和必要的，不然怎么解释，现有理论认为，在宇宙诞生的大爆炸 ...
现有理论认为，大爆炸之后，可见物质基本都是物质...反物质非常少...
除了物质和反物质。还有一种中性物质，这是必然和必要的，不然怎么解释，现有理论认为，在宇宙诞生的大爆炸 ...
现有理论认为，大爆炸之后，可见物质基本都是物质...反物质非常少...
要能获得成摩尔的就牛大发了
su24 发表于 2011-6-7 10:21 ![]()
要能获得成摩尔的就牛大发了
一摩尔氢原子是1.007克
按照E=Mc2计算，当一克的反氢原子碰上一克的氢原子，湮灭后，
其能量是2.014X10^(-3)X9X10^16=18X10^13J=18X10^7MJ.
1kg汽油完全燃烧后的热值约46MJ.
这个反氢湮灭后的能量相当于3913043.478kg汽油，嗯，就是3900多吨。
计算完毕。
要能获得成摩尔的就牛大发了
一摩尔氢原子是1.007克
按照E=Mc2计算，当一克的反氢原子碰上一克的氢原子，湮灭后，
其能量是2.014X10^(-3)X9X10^16=18X10^13J=18X10^7MJ.
1kg汽油完全燃烧后的热值约46MJ.
这个反氢湮灭后的能量相当于3913043.478kg汽油，嗯，就是3900多吨。
计算完毕。
在家里流浪 发表于 2011-6-7 10:42 ![]()
一摩尔氢原子是1.007克
按照E=Mc2计算，当一克的反氢原子碰上一克的氢原子，湮灭后，
其能量是2.014X10 ...
没这么简单,电子可以这么简单计算,因为首阶作用就是电磁作用主导;质子部分可能会是强作用主导,强作用所占分支比不能忽略,所以能量转换率不是这么简单的
一摩尔氢原子是1.007克
按照E=Mc2计算，当一克的反氢原子碰上一克的氢原子，湮灭后，
其能量是2.014X10 ...
没这么简单,电子可以这么简单计算,因为首阶作用就是电磁作用主导;质子部分可能会是强作用主导,强作用所占分支比不能忽略,所以能量转换率不是这么简单的
QGP 发表于 2011-6-7 10:59 ![]()
没这么简单,电子可以这么简单计算,因为首阶作用就是电磁作用主导;质子部分可能会是强作用主导,强作用所占 ...
抱歉我不是很明白。你的意思是大粒子的反物质跟正物质湮灭后，不能100%转换成能量吗？
那么剩下的是什么？
没这么简单,电子可以这么简单计算,因为首阶作用就是电磁作用主导;质子部分可能会是强作用主导,强作用所占 ...
抱歉我不是很明白。你的意思是大粒子的反物质跟正物质湮灭后，不能100%转换成能量吗？
那么剩下的是什么？
陆地 发表于 2011-6-7 00:52 ![]()
除了物质和反物质。还有一种中性物质，这是必然和必要的，不然怎么解释，现有理论认为，在宇宙诞生的大爆炸 ...
是从本来正反物质对称的状态演化到后来的不对称的状态，这其中的过程并不是完全对称的，
之前写过没写完的
http://lt.cjdby.net/thread-632998-1-1.html
试图解释这个过程。当然这个演化过程的细节还是未解之谜
除了物质和反物质。还有一种中性物质，这是必然和必要的，不然怎么解释，现有理论认为，在宇宙诞生的大爆炸 ...
是从本来正反物质对称的状态演化到后来的不对称的状态，这其中的过程并不是完全对称的，
之前写过没写完的
http://lt.cjdby.net/thread-632998-1-1.html
试图解释这个过程。当然这个演化过程的细节还是未解之谜
QGP 发表于 2011-6-7 10:59 ![]()
没这么简单,电子可以这么简单计算,因为首阶作用就是电磁作用主导;质子部分可能会是强作用主导,强作用所占 ...
他算的没错，就是那么多的能量完全以辐射的形式释放
没这么简单,电子可以这么简单计算,因为首阶作用就是电磁作用主导;质子部分可能会是强作用主导,强作用所占 ...
他算的没错，就是那么多的能量完全以辐射的形式释放
陆地 发表于 2011-6-7 00:52 ![]()
除了物质和反物质。还有一种中性物质，这是必然和必要的，不然怎么解释，现有理论认为，在宇宙诞生的大爆炸 ...
个人感觉光子应该算是中性的吧。
当然，关于大爆炸的理论还有很多不成熟的呢，不是什么都可以解释的。
除了物质和反物质。还有一种中性物质，这是必然和必要的，不然怎么解释，现有理论认为，在宇宙诞生的大爆炸 ...
个人感觉光子应该算是中性的吧。
当然，关于大爆炸的理论还有很多不成熟的呢，不是什么都可以解释的。
huor 发表于 2011-6-7 12:16
他算的没错，就是那么多的能量完全以辐射的形式释放
还会可能出现大量的轻介子,末态可能会有大量的正负电子,这些粒子末态分布可能超出可控范围最终逃离束缚而减少了实际的湮灭截面(低能强作用的末态强子化产物基本是轻介子,这些轻介子进一步通过弱作用衰变成具有较大衰变动量的轻子,末态速度大,装置未必束缚的住,从而减少了湮灭的截面,还可能被装置本身所吸收)另外末态中如果出现mu子,电子,可能有能量被对应的中微子形式带走,这部分没理由被视为电磁辐射(传统所指的missing energy就是这部分吧).轻子湮灭的末态背景相对干净,但含有夸克的情况...
huor 发表于 2011-6-7 12:16
他算的没错，就是那么多的能量完全以辐射的形式释放
还会可能出现大量的轻介子,末态可能会有大量的正负电子,这些粒子末态分布可能超出可控范围最终逃离束缚而减少了实际的湮灭截面(低能强作用的末态强子化产物基本是轻介子,这些轻介子进一步通过弱作用衰变成具有较大衰变动量的轻子,末态速度大,装置未必束缚的住,从而减少了湮灭的截面,还可能被装置本身所吸收)另外末态中如果出现mu子,电子,可能有能量被对应的中微子形式带走,这部分没理由被视为电磁辐射(传统所指的missing energy就是这部分吧).轻子湮灭的末态背景相对干净,但含有夸克的情况...
中型物质比较多吧.除了光子,胶子, Z玻色子,中微子;大量不知名的暗物质,还有为了揭示加速红移提出来的所谓暗能量(目前估计这部分是最多的,远远超过70%)
QGP 发表于 2011-6-7 13:54 ![]()
中型物质比较多吧.除了光子,胶子, Z玻色子,中微子;大量不知名的暗物质,还有为了揭示加速红移提出来的所谓暗 ...
中微子存在反中微子- -至少理论预测上存在
中型物质比较多吧.除了光子,胶子, Z玻色子,中微子;大量不知名的暗物质,还有为了揭示加速红移提出来的所谓暗 ...
中微子存在反中微子- -至少理论预测上存在
QGP 发表于 2011-6-7 13:40 ![]()
还会可能出现大量的轻介子,末态可能会有大量的正负电子,这些粒子末态分布可能超出可控范围最终逃离束缚 ...
你的ID是夸克胶子等离子体啊，才注意到
你要考虑得那么细致，把所有的有质量的末态粒子的质量都从湮灭释放的能量中刨除，那是所有粒子动能加起来是没那么多。
要求都湮灭了的话，和截面没什么关系
我也没考虑什么装置，什么形式的1克正反物质，怎样散射
辐射不一定是电磁的，我觉得这个词基本上等价于极端相对论性的。早期宇宙叫辐射为主的，那也不都是光子
中微子不是中性的，有反中微子。暗物质粒子按照现在很多高能物理模型，也可能不是中性的，即带有重子数或轻子数
还会可能出现大量的轻介子,末态可能会有大量的正负电子,这些粒子末态分布可能超出可控范围最终逃离束缚 ...
你的ID是夸克胶子等离子体啊，才注意到
你要考虑得那么细致，把所有的有质量的末态粒子的质量都从湮灭释放的能量中刨除，那是所有粒子动能加起来是没那么多。
要求都湮灭了的话，和截面没什么关系
我也没考虑什么装置，什么形式的1克正反物质，怎样散射
辐射不一定是电磁的，我觉得这个词基本上等价于极端相对论性的。早期宇宙叫辐射为主的，那也不都是光子
中微子不是中性的，有反中微子。暗物质粒子按照现在很多高能物理模型，也可能不是中性的，即带有重子数或轻子数
huor 发表于 2011-6-7 14:33
你的ID是夸克胶子等离子体啊，才注意到
你要考虑得那么细致，把所有的有质量的末态粒子的质量都从湮灭释 ...
这个中性当然是指通常的u(1)电磁规范了,不然原则上你连光子都没法中性,因为在引力规范群里她也是非中性的
另这里说的肯定是可以利用的,就是在装置内可以控制的,如果超出控制的那就没什么意义了
在高能里好像没有认为中微子是辐射吧.而且这里显然不是极端相对论的情况(至少对于初态如此)
暗物质本来就没有定论,是不是中性看你什么模型了
huor 发表于 2011-6-7 14:33
你的ID是夸克胶子等离子体啊，才注意到
你要考虑得那么细致，把所有的有质量的末态粒子的质量都从湮灭释 ...
这个中性当然是指通常的u(1)电磁规范了,不然原则上你连光子都没法中性,因为在引力规范群里她也是非中性的
另这里说的肯定是可以利用的,就是在装置内可以控制的,如果超出控制的那就没什么意义了
在高能里好像没有认为中微子是辐射吧.而且这里显然不是极端相对论的情况(至少对于初态如此)
暗物质本来就没有定论,是不是中性看你什么模型了
alucrad 发表于 2011-6-7 14:19 ![]()
中微子存在反中微子- -至少理论预测上存在
这里当然假定的是电弱破缺后的U(1)了,不然光子还要参与引力作用,这个怎么算?
中微子存在反中微子- -至少理论预测上存在
这里当然假定的是电弱破缺后的U(1)了,不然光子还要参与引力作用,这个怎么算?
QGP 发表于 2011-6-7 14:57 ![]()
这个中性当然是指通常的u(1)电磁规范了,不然原则上你连光子都没法中性,因为在引力规范群里她也是非中性 ...
中性是电荷共轭变换是否变回自己，只有右手Majorana中微子是中性的，左手的可不是
SU(2)*U(1)的规范变换，左手中微子在SU(2)下是doublet中的上分量，U(1)整个doublet有超荷-1/2，两者都不为0。虽然对称破缺后的电磁相互作用确实是中性的，相当于上面说的两者加起来是0。但是是否中性要看对称破缺之前。
光子为啥不是中性的？你说引力的规范群是什么呢，广义坐标变换不变性？要有复相位啊
这个中性当然是指通常的u(1)电磁规范了,不然原则上你连光子都没法中性,因为在引力规范群里她也是非中性 ...
中性是电荷共轭变换是否变回自己，只有右手Majorana中微子是中性的，左手的可不是
SU(2)*U(1)的规范变换，左手中微子在SU(2)下是doublet中的上分量，U(1)整个doublet有超荷-1/2，两者都不为0。虽然对称破缺后的电磁相互作用确实是中性的，相当于上面说的两者加起来是0。但是是否中性要看对称破缺之前。
光子为啥不是中性的？你说引力的规范群是什么呢，广义坐标变换不变性？要有复相位啊
huor 发表于 2011-6-7 15:15
中性是电荷共轭变换是否变回自己，只有右手Majorana中微子是中性的，左手的可不是
SU(2)*U(1)的规范变换 ...
这里说的u(1)电磁会是破缺前么?破缺前的标准模型组分和破缺后很多都不同,破缺前根本就谈不上光子
如果光子不参与引力作用,你当然可以推论它不带引力的规范荷
对于引力部分,由于没有完全公认的完整理论,一般只取有效耦合的部分,做标架分解得到的,其中的定域洛仑兹指标是满足定域的洛仑兹变换的(具体的你可以找相关的文献来看)这种表述方式是比较流行的一种,以前用于描述超引力
当然这里不排除其它的描述引力的有效理论,因为这本来就没有定论(这个离题太远了){:soso_e127:}
huor 发表于 2011-6-7 15:15
中性是电荷共轭变换是否变回自己，只有右手Majorana中微子是中性的，左手的可不是
SU(2)*U(1)的规范变换 ...
这里说的u(1)电磁会是破缺前么?破缺前的标准模型组分和破缺后很多都不同,破缺前根本就谈不上光子
如果光子不参与引力作用,你当然可以推论它不带引力的规范荷
对于引力部分,由于没有完全公认的完整理论,一般只取有效耦合的部分,做标架分解得到的,其中的定域洛仑兹指标是满足定域的洛仑兹变换的(具体的你可以找相关的文献来看)这种表述方式是比较流行的一种,以前用于描述超引力
当然这里不排除其它的描述引力的有效理论,因为这本来就没有定论(这个离题太远了){:soso_e127:}
介个,听着好科幻brucezhong 发表于 2011-6-7 18:23 ![]()
介个,听着好科幻
其实- -找不到反物质矿的话- -没啥用- -
介个,听着好科幻
其实- -找不到反物质矿的话- -没啥用- -
大爆炸之后，可见物质基本都是物质...反物质非常少...
1000秒的时间好长啊，牛
一千秒？有这么长？
16分钟
QGP 发表于 2011-6-7 15:53 ![]()
这里说的u(1)电磁会是破缺前么?破缺前的标准模型组分和破缺后很多都不同,破缺前根本就谈不上光子
如果 ...
说的是费米子的荷，而不是光子的。
如果你承认广义相对论描述引力的话，引力是规范理论是没错的，因为每一点的坐标系变换是非物理的，这个对应于通常的规范场论的相位变换。
但是与一般说的规范场论不同的是，后者有复相位的变换，如果取厄米共轭的话这个相位变成负号，这些复相位相对于你的规范变换参数的政府决定了这个粒子是粒子还是反粒子的约定。
而广义相对论的坐标系变换不带有这种复相位，所以定义粒子正反的这种方式不能任意推广到引力的规范相互作用。正反粒子必须是对复数域上场的荷共轭变换定义的
如果对引力定义类似上面的普通的规范相互作用，那么已知的途径是AdS/CFT，把引力对偶成SU(N) N趋于无穷的超对称规范场论，这个群的基本表示是复的。那样你可以定义荷共轭
说到底一点就是，并不是有相互作用的荷就可以定义荷共轭，后者等价于正反粒子区别
这里说的u(1)电磁会是破缺前么?破缺前的标准模型组分和破缺后很多都不同,破缺前根本就谈不上光子
如果 ...
说的是费米子的荷，而不是光子的。
如果你承认广义相对论描述引力的话，引力是规范理论是没错的，因为每一点的坐标系变换是非物理的，这个对应于通常的规范场论的相位变换。
但是与一般说的规范场论不同的是，后者有复相位的变换，如果取厄米共轭的话这个相位变成负号，这些复相位相对于你的规范变换参数的政府决定了这个粒子是粒子还是反粒子的约定。
而广义相对论的坐标系变换不带有这种复相位，所以定义粒子正反的这种方式不能任意推广到引力的规范相互作用。正反粒子必须是对复数域上场的荷共轭变换定义的
如果对引力定义类似上面的普通的规范相互作用，那么已知的途径是AdS/CFT，把引力对偶成SU(N) N趋于无穷的超对称规范场论，这个群的基本表示是复的。那样你可以定义荷共轭
说到底一点就是，并不是有相互作用的荷就可以定义荷共轭，后者等价于正反粒子区别
这本来就看你在什么框架下去考虑这个问题.
定义一个变换和有确定的本征态不是一回事
你关于ADS/CFT的叙述似乎是由问题的.你提到的t'Hooft极限的ADS/CFT对偶是联系的4维N=4SU(N)超对称规范场论和ads5/s5上的经典typeIIb弦,后者虽然号称是引力的终极理论的一种表示,但是好像还没有人真正把他和通常的广义相对论的广义坐标变换的关系搞清楚.(如果你有这方面的信息,望赐教)换而言之,这是两条路的东西,不是一码事
费米子部分是比较恶心的,由混合在,实在太恶心了.幸好我不做这个
这本来就看你在什么框架下去考虑这个问题.
定义一个变换和有确定的本征态不是一回事
你关于ADS/CFT的叙述似乎是由问题的.你提到的t'Hooft极限的ADS/CFT对偶是联系的4维N=4SU(N)超对称规范场论和ads5/s5上的经典typeIIb弦,后者虽然号称是引力的终极理论的一种表示,但是好像还没有人真正把他和通常的广义相对论的广义坐标变换的关系搞清楚.(如果你有这方面的信息,望赐教)换而言之,这是两条路的东西,不是一码事
费米子部分是比较恶心的,由混合在,实在太恶心了.幸好我不做这个
在这里面真是高手如云啊，我只有看贴的份了，只恨自己不中用，当年没有考上大学，只能回复这种没有水平的挣钱的水贴了，
抓住的反氢原子