反质子氢

反质子氢(符号:Pn),也叫质子偶素[注 1],是一种奇异原子,其中质子(符号:p)和反质子(符号:p)彼此绕轨道运行。[1]

生产编辑

有两种已知的产生反质子氢的方法。一种方法涉及剧烈的粒子碰撞。另一种方法涉及将反质子质子放入同一磁笼中。后一种方法最初是在2002年日内瓦CERN实验室的实验ATHENA(ApparaTus用于中性反物质的高精度实验)中使用的,但直到2006年,科学家才意识到在实验过程中也产生了反质子氢。[2].

涉及高能量质子和反质子的反应产生多粒子最终状态。事实上,这样的反应是基础粒子对撞机如Tevatron实验在费米实验室。间接搜索LEAR(欧洲核子研究中心的低能量反质子环)中的质子使用的反质子撞击了等原子核,结果不明确。在10的范围内非常低的能量的碰撞电子伏特至1千电子伏可能导致反质子氢的形成。

研究编辑

计划实验将使用陷阱作为低能反质子的来源。这种光束将被允许照射在激光场中的原子靶上,这意味着以一定的效率将结合的质子 - 反质子对激发成质子的激发态(其计算是开放的理论问题)。未结合的颗粒通过在磁场中弯曲而被排斥。由于反质子氢不带电,它不会被这样的场偏转。如果形成,这种未偏转的质子将被允许穿过一米高的真空,在该真空中,预期它会通过质子和反质子的湮灭而衰变。衰变产物将给出质子形成的明确标志。

反质子氢的理论研究主要使用非相对论量子力学。这些可以预测结合能寿命。计算的寿命在0.1到10微秒的范围内。与氢原子不同,其中主要的相互作用是由于电子和质子的库仑吸引力,反质子氢的成分主要通过强相互作用相互作用。因此,涉及介于中间状态的介子的多粒子相互作用可能是重要的。

参见编辑

注释编辑

  1. ^ 英文Protonium,由Proton(质子)和后缀-ium(元素)构成,根据偶素定义,暂时翻译为“质子偶素”。

参考资料编辑

  1. ^ Zurlo, N.; 等. 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页面存档备份,存于互联网档案馆), L. Venturelli et al., NIM B, Vol. 261, 1–2, August 2007, pp.40-43.

延伸阅读编辑