反質子氦

反質子氦是一種三體原子，由反質子和繞氦原子核旋轉的電子組成。因此，它部分地由物質構成，部分由反物質構成。該原子是電中性的，因為電子和反質子都具有-1的電荷，而氦原子核具有+2的電荷。反質子氦原子被稱為原子，因為它具有像原子一樣的結構，但有兩個原子核像分子。

生產

這些奇異原子可以通過簡單地將反質子與普通氦氣混合來生產。反質子在化學反應中自發地去除正常氦原子中包含的兩個電子中的一個，然後開始繞電子位置的氦原子核運行。在將大約3％的反質子引入氦氣的情況下會發生這種情況。反質子的軌道具有大的主量子數和大約38的角動量量子數，遠離氦原子核的表面。因此，反質子可以繞核運行數十微秒，然後最終落到其表面並消滅。

雷射光譜

反質子氦原子正在歐洲核子研究中心的ASACUSA實驗中研究。在這些實驗中，首先通過阻止氦氣中的反質子束產生原子。然後用強大的雷射束照射原子，使它們中的反質子共振並從一個原子軌道跳到另一個原子軌道。

測量反質子和電子之間的質量比

通過測量共振原子所需的雷射的特定頻率，ASACUSA實驗確定了反質子的質量，他們在1836.1536734（15）倍於電子的質量。^[1] 這與「常規」質子的質量相同，在實驗的確定性水平內。這是對自然的基本對稱性的確認，稱為CPT（電荷，奇偶校驗和時間反轉的簡稱）。該定律規定，所有的物理定律將繼續下同時逆轉不變負責軸，空間軸的奇偶校驗和的方向時軸。該理論的一個重要預測是粒子及其反粒子應該具有完全相同的質量。

反質子和質子質量與電荷的比較

通過將反質子氦的雷射光譜的上述結果與CERN的ATRAP和BASE合作進行的反質子迴旋頻率的單獨高精度測量結果進行比較，可以將質子的質量和電荷精確地與質子值進行比較。最近的這種測量結果表明反質子的質量（和電荷的絕對值）與質子相同，精確度為0.5十億分之一。

反質子氦離子

反質子氦離子是一個氦原子核和繞動反質子的構成的雙體對象。它的電荷為+1。2005年，歐洲核子研究中心生產了壽命長達100奈秒的冷離子。

參見

參考資料

^ Hori, M.; et al. Buffer-gas cooling of antiprotonic helium to 1.5 to 1.7 K, and antiproton-to-electron mass ratio. Science. 2016, 354 (6312): 610–4. Bibcode:2016Sci...354..610H. PMID 27811273. doi:10.1126/science.aaf6702.

延伸閱讀

[Mhori-1] Hori, M.; et al. Buffer-gas cooling of antiprotonic helium to 1.5 to 1.7 K, and antiproton-to-electron mass ratio. Science. 2016, 354 (6312): 610–4. Bibcode:2016Sci...354..610H. PMID 27811273. doi:10.1126/science.aaf6702.

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