antihydrogen是什麼意思,antihydrogen的意思翻譯、用法、同義詞、例句
antihydrogen英标
英:/',æntɪ'haɪdrədʒən/
常用詞典
[核] 反氫
例句
Antihydrogen atoms are captured for the first time.
第一次捕獲到反氫原子。
The electrically neutral antihydrogen atoms are left behind.
而反氫原子由于呈電中性而留了下來。
In that time some of the particles get together and form antihydrogen.
這段時間内一些粒子聚合成反氫原子。
Antihydrogen atoms were produced in the past by several experiments at CERN.
歐洲核子研究中心在過去的幾個實驗中都産生了反氫原子。
All this happened inside a magnetic bottle that traps the antihydrogen atoms.
這一切都發生在一個俘獲反氫原子的磁瓶裡。
專業解析
反氫原子(Antihydrogen) 是氫原子對應的反物質形态。它是目前人類在實驗室中能夠制造并研究的最簡單的反物質原子。
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基本構成:
- 反氫原子由一個帶負電荷的反質子(Antiproton) 作為其原子核。
- 一個帶正電荷的正電子(Positron,即電子的反粒子) 圍繞該反質子核運行,構成其“反電子雲”。
- 這與普通氫原子(由一個帶正電荷的質子和一個帶負電荷的電子組成)正好相反。
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物理特性:
- 根據粒子物理學的标準模型和CPT對稱性原理(電荷共轭、宇稱、時間反演對稱性),反氫原子在理論上應具有與普通氫原子完全相同的質量和光譜特性(如能級結構、躍遷頻率)。
- 這意味着反氫原子應該吸收和發射與氫原子相同波長的光(例如著名的萊曼系、巴耳末系光譜線)。
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研究意義與挑戰:
- 檢驗基礎物理定律:精确比較反氫原子和氫原子的性質(特别是光譜)是檢驗CPT對稱性這一物理學基本定律的最直接方法之一。任何微小的差異都可能指向新物理現象或對現有理論的修正。
- 反物質之謎:宇宙中物質(正物質)占絕對主導地位,反物質極其稀少。研究反氫原子有助于理解宇宙初期物質與反物質的不對稱性(即“重子不對稱問題”)之謎。
- 制造與約束困難:反粒子(反質子和正電子)在與普通物質接觸時會立即湮滅,釋放巨大能量。因此,制造反氫原子并将其約束在超高真空的磁阱中足夠長時間以進行精密測量,是極其困難的技術挑戰。
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研究現狀:
- 歐洲核子研究中心(CERN)的反質子減速器(Antiproton Decelerator, AD) 及其上的實驗(如ALPHA、ATRAP、ASACUSA、BASE)是國際上研究反氫原子的核心平台。
- 科學家們已成功實現了反氫原子的合成、約束(捕獲) 在磁阱中長達數小時甚至更久,并對其光譜(如1S-2S躍遷、超精細結構)進行了初步但越來越精密的測量。目前測量結果與普通氫原子一緻,支持了CPT對稱性。
- 研究還擴展到反氫原子的重力響應(即反物質是否受到引力的吸引或排斥),這是另一個探索物質-反物質對稱性的關鍵方向。
反氫原子是反質子與正電子結合形成的反物質原子,是普通氫原子的反物質對應物。對其精确性質的研究,特别是與氫原子的比較,是檢驗物理學基石(如CPT對稱性)和探索宇宙中物質-反物質不對稱性起源的關鍵前沿領域。相關研究主要在CERN進行,并取得了包括合成、約束和光譜測量在内的重大進展。
來源參考:
- 歐洲核子研究中心(CERN)關于反物質研究的官方介紹:
https://home.cern/science/physics/antimatter
- 《自然》(Nature)期刊關于反氫原子研究的綜述性文章(例如搜索 "Antihydrogen research in Nature")。
- 美國物理學會(APS Physics)相關主題的背景資料:
https://www.aps.org/publications/apsnews/201011/physicshistory.cfm
(關于反物質發現曆史,包含背景信息)。
- ALPHA實驗合作組在《自然》等期刊發表的反氫原子約束與光譜測量成果(例如:Nature 541, 506–510 (2017) 關于反氫原子光譜;Nature Communications 12, 3409 (2021) 關于重力研究初步結果)。
網絡擴展資料
Antihydrogen(反氫原子)是氫元素的反物質形式,其構成與普通氫原子相反。以下是詳細解釋:
1.基本構成
- 普通氫原子由1個質子(帶正電)和1個電子(帶負電)組成。
- 反氫原子則由1個反質子(帶負電)和1個正電子(帶正電)構成。
2.性質與挑戰
- 反氫原子與普通氫原子質量相同,但電荷相反。兩者相遇時會湮滅并釋放能量。
- 由于反物質極不穩定,實驗中需通過磁場約束反質子和正電子,并控制它們在極低溫下結合。
3.研究意義
- 反氫原子的合成與觀測有助于驗證物理學中的對稱性理論(如CPT對稱性),并為宇宙中物質-反物質不對稱性提供線索。
- 例如,歐洲核子研究中心(CERN)的ALPHA實驗曾成功捕獲反氫原子數分鐘,研究其光譜特性。
4.曆史背景
- 1932年,正電子(反電子)被卡爾·戴維·安德森發現,為反物質研究奠定基礎。
- 1995年,科學家首次在實驗室中合成反氫原子,但早期成果僅能短暫存在。
如需進一步了解實驗細節或最新進展,可參考粒子物理學相關權威文獻或CERN的公開報告。
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