如何创造能量巨大的反物质，科学家带你走进反物质的世界。
物理学家：尽管反物质在1932年首次被实验证实，但直到2016年12月，才有人见到任何反元素原子的光谱。
氢原子光谱：为了看到它，你需要一些氢原子，加热，并看着它们发光，这很容易。反氢原子（事实证明）有着完全相同的光谱，只是更难找到。
反物质的问题在于你不能让它触碰任何东西，如果你这样做了：砰。不过，考虑到我们一次只能制造几个原子，这更像是“爆炸”。考虑到反物质是如何制造的，防止反物质接触到东西是特别棘手的。反物质在自然界中是不存在的，因为它和其它物质一样，最终会撞到某样东西上，但与其它物质不同的是，它只能做一次。这意味着找不到它：你不能提取或采取反物质，你必须创造它。
我们是通过把粒子撞击到一起来做到这一点。只要在一个地方有足够的额外的能量，新粒子就会在粒子/反粒子对中自然发生。通常，当周围有足够的能量产生新物质和反物质时，就会有足够的能量使这些粒子航行。
左图：这就是铅离子以光速非常有效地相互射杀。一对铅离子相互撞击后探测器所看到的新粒子轨迹。
反物质产生后，你必须将它从（几乎）光速减慢到行走速度，然后仅利用电磁场让它在高度真空环境中漂浮。但是电场只作用于带电粒子，中性物质（具有相同数量的正负电荷）不被吸引或排斥。同时，原子光谱是由原子中的电子或正电子（反电子）在能级之间跳跃或下降产生的。但一旦你把反质子和正电子一起做出了反氢原子，你会的得到一个电中性原子，它会迅速掉落在容器的底部，在一只蚂蚁轻敲脚的力量下，它会被消灭。（单个反物质不会让人失眠。）
幸运的是，包括氢原子和反氢原子在内的很多原子都有“磁矩”。虽然它们都是电中性的，对电场没有反应，但它们确实像小条形磁铁。我们可以用它来保持悬浮。即便如此，这也不是一件简单容易的事，只是为了好玩，试着用其它的磁铁把一块磁铁悬浮在半空中（你很快就发现，一次又一次二的失败，直到你放弃为止，其乐趣不如学习经验来得多。）
核物理学家不被缺乏乐趣所吓到，他们聪明地设计了一种保持冷（慢）原子悬浮的方法。“异性相吸，同性相斥”的简单规则并不适用，因为每个原子都有一个南极和一个北极。相反，我们被迫依赖一个更微妙的（微弱的）效应：氢是“抗磁的”，这意味着它被强磁场排斥。
水、以及青蛙，都是反磁性的，这使得它们能够漂浮在绝对超强磁场的最小值上（约16特斯拉）。讽刺的是，这比让单个原子悬浮更容易，因为大量聚集在一起的原子（比如这里的克米特）弹跳速度慢得多。
即便如此，在磁阱中结合并悬浮刚从加速器中获得的反质子和正电子，就像在一个浅碗中用消防软管中接水一样。在欧洲核子研究中心，利用反质子和正电子制造反氢原子的效率为28 %，捕获这些原子的效率大约是0.056%，在一次尝试中产生的9万个反质子中，平均只有14个含有反氢原子。
一旦你克服了所有这些小麻烦，剩下的就是精确探测由激光激发的十二个原子发出的光。这也很困难，但仅仅是因为一个如此小的样本是很棘手的。顺便说一下，最终的结果是，反氢原子光谱与普通的、洗碗水的氢原子（洗碗水的主要成分）是无法区分的。这就留下了一个问题：为什么宇宙中没有更多的反质子？当我们制造反物质时，我们也制造了等量的普通物质，我们所意识到的每一个创造/湮灭的过程都是如此。人们期望物质和反物质有一些根本不同的东西，这比“相同，但又有相反“更深刻。这个期待已久的实验表明正电子和反质子之间的相互作用与电子和质子之间的相互作用完全相同（但恰恰相反，你知道吗？）总有更多的细节和探索，所以：对下一件事。为科学。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. Lynn- askamathematician
如有相关内容侵权，请于三十日以内联系作者删除
转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处
翻译：天文志愿文章组-Lynn
审核：天文志愿文章组-
排版：零度星系
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自：https://www.askamathematician.com/2017/03/q-why-havent-we-been-able-to-see-the-spectra-of-anti-hydrogen-until-recently-why-is-it-so-hard-to-study-anti-matter/
本文由天文志愿文章组-Lynn翻译自askamathematician的作品，如有相关内容侵权，请于三十日以内联系运营者删除。
注意：所有信息数据庞大，难免出现错误，还请各位读者海涵以及欢迎斧正。
全文排版：天文在线（零度星系）
转载请取得授权，并注意保持完整性和注明出处
浩瀚宇宙无限宽广 穹苍之美尽收眼底
联系客服
