革命性发现：实时探测反物质！

革命性发现：实时探测反物质！

欧洲核子研究中心的研究人员通过使用智能手机光电传感器实时湮灭反物质，在反物质研究方面取得了重大进展。这项创新技术是为国际 AEgIS 合作而开发的，由慕尼黑工业大学 (TUM) 的科学家开发。在这些新设备的帮助下，该研究以近 0.6 微米的令人印象深刻的精度检测到反质子湮灭，将以前的方法改进了 35 倍。这些进步至关重要，因为 AEgIS 合作的目标是精确测量反氢在地球重力场中的自由落体，而这在以前只有在面临巨大的技术挑战时才能实现。

产生水平反氢射流，使用莫尔偏转计测量其垂直下落距离。该研究的领导者 Francesco Guatieri 博士强调了对具有高空间分辨率的探测器的需求。在光学光子和反物质成像仪 (OPHANIM) 中实施 60 个智能手机芯片是实现这种高精度的关键。此前，照相底片是精确测量的唯一方法，但无法进行实时测量。新的解决方案已经成功通过了反质子测试，现在正应用于反氢。这项研究的结果发表在《科学进展》杂志上，标志着反物质研究迈出了关键的一步。

反物质的基础知识

反物质与物质具有相同的质量，但具有相反的电荷和自旋。根据爱因斯坦的广义相对论，引力对物质和反物质的影响应该是相同的。然而，由于反物质的产生和捕获存在相当大的困难，迄今为止还没有对反物质的下落速度进行直接测量。 CERN 反质子减速器 (AD) 的 AEgIS 合作最近在《通信物理学》上发表了一篇具有里程碑意义的论文，描述了反氢生产的一个里程碑。

2018 年开发的新技术实现了反氢原子的脉冲生成，从而实现了其形成的精确计时。 AEgIS 发言人 Michael Doser 指出，这是第一次在相关时间发生脉冲式反氢形成。反氢是由欧洲核子研究中心专门生产和研究的，这使其成为测试重力影响和反物质基本性质的理想选择。

未来展望

得益于 ATHENA 和 ATRAP 的合作，第一份低能反氢生产报告可以追溯到 2002 年。 ALPHA 合作在生产、操作和捕获大量反氢方面取得了进展。 AEgIS 使用由激光脉冲触发的“电荷交换”过程来产生反氢，从而可以确定时间，不确定度约为 100 ns。需要采取进一步措施来测量重力对反物质的影响，包括形成脉冲射流、增加反氢的量以及冷却原子。

未来几年，ALPHA、AEgIS 和 GBAR 实验计划以 1% 的精度测量反原子的下落速度。这些项目与新型 ELENA 同步加速器密切相关，该同步加速器产生极低能量的反质子。虽然物理学家认为反物质不太可能经历与物质相反的引力，但精确的测量可以揭示细微的差异。