研究反物质,寻找另外一个世界的“自己”

在我们的日常生活中,人人都拥有一颗崇美的心,时而会照一下镜子,梳妆打扮和整理下自己的脸蛋与穿着。而镜中的那个自己,抓不住,摸不着,却能够看得见。对此,物理学家将这种现象称为“虚拟图像”。

研究反物质,寻找另外一个世界的“自己”

镜中的世界,图片来源网络

随着欧洲核子中心(CERN)等一批全球各地粒子加速器建成投入工作后,在研究物质粒子领域,获得了许多重大发现,并动摇了经典物理标准模型理论基础。其中,最具梦幻般的发现,莫过于是构造世界乃至宇宙一切的物质,都存在反物质。这个真相在物理实验中确认,意味镜中的那个自己,确有存在。

近日,欧洲核子中心的阿尔法科学合作小组在《自然》发布文章,他们发现了氢原子的反物质反氢原子能级结构中的特定量子效应,能够更精准的测量物质与反物质之间的区别,为揭开平行宇宙以及另外一个世界的你我他,又迈上坚实的一步。

研究反物质,寻找另外一个世界的“自己”

反物质粒子

早在2013年,欧洲核子中心的对撞机发现了希格斯玻色子,即“上帝粒子”的时候。就有学者担忧的说,人类打开了地狱之门,并呼吁停止这样的科研实验。除此外,还有人警告称,这样的对撞探索未知领域,可能会不经意间制造出黑洞,把地球吞噬掉。

那么,科学家在探索物质未知领域,是否真如种种担忧那样可怕呢?我们需要从解剖物质的起源与演变说起。前面提到,宇宙内的一切都是物质构造,由不同物质分工合作完成。研究它们,是为了解除神话色彩下的担忧与恐慌,更好的帮助我们以科学的逻辑,认知这个已知世界背后所掩盖的真相。

研究反物质,寻找另外一个世界的“自己”

粒子加速对撞机装置,图片来源:CERN

在经典物理学模型里面认为,一个物质粒子的能量只能是正值,不可能有负值。19世纪的科学家对物质世界微观粒子的研究,建立了量子力学理论,并创造性的将能量的负值解读为反粒子的能量。狄拉克认为,每一颗粒子,都存在反粒子,它们的性质相同,但是电荷不同。他的解释推开了反物质世界的大门。

研究反物质,寻找另外一个世界的“自己”

平行宇宙理论模型,图片来源网络

科学就是这样,尤其在物理学领域,每深入探索一步,都会把原有的理论认知拍倒在沙滩上。在此基础上,我们不妨大胆科幻般幻想一下。一旦人类掌握所有物质粒子的反物质的特性与本质,并能够捕捉、储藏和利用。细思极恐的未来,人类将拥有创造宇宙的能力,同时也有毁灭宇宙的能力,并能够寻找另外一个世界的自己。

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页面更新:2024-05-20

标签:反物质   氢原子   负值   核子   世界   欧洲   粒子   能量   宇宙   模型   物质   人类   来源   领域   理论

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