反質子氫

反質子氫(符號:Pn[來源請求]),也叫質子偶素[注 1],是一種奇異原子,其中質子(符號:p)和反質子(符號:p)彼此繞軌道運行。[1]

生產

有兩種已知的產生反質子氫的方法。一種方法涉及劇烈的粒子碰撞。另一種方法涉及將反質子質子放入同一磁籠中。後一種方法最初是在2002年日內瓦CERN實驗室的實驗ATHENA(ApparaTus用於中性反物質的高精度實驗)中使用的,但直到2006年,科學家才意識到在實驗過程中也產生了反質子氫。[2].

涉及高能量質子和反質子的反應產生多粒子最終狀態。事實上,這樣的反應是基礎粒子對撞機如Tevatron實驗在費米實驗室。間接搜索LEAR(歐洲核子研究中心的低能量反質子環)中的質子使用的反質子撞擊了等原子核,結果不明確。在10的範圍內非常低的能量的碰撞電子伏特至1千電子伏可能導致反質子氫的形成。

研究

計劃實驗將使用陷阱作為低能反質子的來源。這種光束將被允許照射在激光場中的原子靶上,這意味着以一定的效率將結合的質子 - 反質子對激發成質子的激發態(其計算是開放的理論問題)。未結合的顆粒通過在磁場中彎曲而被排斥。由於反質子氫不帶電,它不會被這樣的場偏轉。如果形成,這種未偏轉的質子將被允許穿過一米高的真空,在該真空中,預期它會通過質子和反質子的湮滅而衰變。衰變產物將給出質子形成的明確標誌。

反質子氫的理論研究主要使用非相對論量子力學。這些可以預測結合能壽命。計算的壽命在0.1到10微秒的範圍內。與氫原子不同,其中主要的相互作用是由於電子和質子的庫侖吸引力,反質子氫的成分主要通過強相互作用相互作用。因此,涉及介於中間狀態的介子的多粒子相互作用可能是重要的。

參見

註釋

  1. ^ 英文Protonium,由Proton(質子)和後綴-ium(元素)構成,根據偶素定義,暫時翻譯為「質子偶素」。

參考資料

  1. ^ Zurlo, N.; et al. Production Of Slow Protonium In Vacuum. Hyperfine Interactions. 2006, 172 (1–3): 97–105. Bibcode:2006HyInt.172...97Z. arXiv:0801.3193 . doi:10.1007/s10751-007-9529-0. 
  2. ^ Protonium production in ATHENA頁面存檔備份,存於互聯網檔案館), L. Venturelli et al., NIM B, Vol. 261, 1–2, August 2007, pp.40-43.

延伸閱讀