物理學(xué)家首次成功地開發(fā)出一種使用激光冷卻離子來冷卻質(zhì)子的新方法，此處用到的是鈹離子。新系統(tǒng)的創(chuàng)新特點(diǎn)是兩種粒子類型位于空間分離的離子阱中。這意味著現(xiàn)在可以借助諧振電路在兩個(gè)相距9 厘米的離子阱之間提供冷卻效果。
新技術(shù)可用于所有帶電粒子，甚至反質(zhì)子，當(dāng)前并沒有其他方法能將它們冷卻至此溫度范圍。尤為令人興奮的是，研究者們現(xiàn)在應(yīng)該可以更精確地進(jìn)行物質(zhì)和反物質(zhì)的比較實(shí)驗(yàn)。
為了對(duì)單個(gè)離子進(jìn)行精確測(cè)量，它們必須被捕獲并存儲(chǔ)在一個(gè)離子阱中，并盡可能保持惰性。為了達(dá)到這種狀態(tài)，需要從帶電粒子中去除能量，從而降低它們的溫度。與之前建議的冷卻質(zhì)子的方法所能達(dá)到的溫度相比，使用新的雙阱結(jié)構(gòu)，研究團(tuán)隊(duì)能夠?qū)囟却蠹s降至1/10，從而達(dá)到接近絕對(duì)零度的溫度?！傲Ｗ拥臏囟仍降?，我們就能越精確地限制粒子存在于離子阱內(nèi)的空間。我們?cè)侥軠?zhǔn)確地定位粒子，起始條件就越好，這樣我們的精確測(cè)量結(jié)果也越好。
新的雙阱冷卻方法具有更多優(yōu)勢(shì)：它還可以用于反物質(zhì)粒子，因?yàn)樵趩乌謇鋮s系統(tǒng)中，物質(zhì)和反物質(zhì)會(huì)立即相互破壞。新方法將能夠更精確地比較質(zhì)子和反質(zhì)子。“我們想專門尋找質(zhì)子和反質(zhì)子屬性之間可能存在的任何差異。我們認(rèn)為這兩個(gè)粒子的表現(xiàn)相同，唯一的區(qū)別是電荷相反。目前還不清楚為什么我們的宇宙包含如此多的質(zhì)子——即物質(zhì)，但幾乎沒有反質(zhì)子，即反物質(zhì)。
以前的方法要求待冷卻粒子與鈹離子之間的距離為 0.1 毫米或更小，而目前的研究表明，盡管空間分離超過9厘米，實(shí)際上也可以傳輸冷卻效果。這為進(jìn)一步的研究項(xiàng)目奠定了基礎(chǔ)，并實(shí)現(xiàn)了如不間斷、更精確的頻率測(cè)量，而BASE合作計(jì)劃就是在尋找暗物質(zhì)的背景下針對(duì)反物質(zhì)進(jìn)行這種測(cè)量。
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