制造氢比较简单,因为只要将电子和质子混合在一起并让电子围绕着质子旋转即成。而制造反氢就不是这么简单了,因为它是由正电子(带正电荷的电子配对物)和反质子(带负电荷的质子配对物)组成,因此要想制造、贮存和控制它都是非常困难的。

上个星期,伊利诺斯巴达维亚国立费米加速器实验室的戴维 · 克里斯蒂安(David C. Christian)和他的同事们宣布了他们的初步成果,他们已发现了7个反氢原子。

在2个研究组——日内瓦欧洲粒子物理实验室(CERN)和费米实验室——的早期实验中,研究人员在加速器里制出了接近光速的反质子。这些环流的反质子能够周期性地穿过横向的气体流,CERN用的是氙气流,而费米实验室用的是氢气流。

偶尔,一个反质子与一束原子靠得非常近时便放出一部分能量产生一个电子和一个正电子。在更罕见的情况下,这个刚形成的正电子的速度接近反质子的速度时,这个正电子就有可能被反质子俘获,产生一个短命的反氢原子。

占着比CERN更强、更高能量反质子源的优势,费米实验室希望在最理想的情况下,每天能产生并发现5个反氢原子。“到明天秋天,我们预计能发现750个反氢原子,”费米实验室的格伦 · 布兰福德(Glenn D. Blanford)说。

最后,物理学家们可能用这些反氢来核查反物质的行为,看看它们是不是和普通物质一样。一项关键性的试验是对这些反物质吸收或放出的光的波长进行精确地比较。

然而,由于CERN和费米实验室创造的这些反氢原子运动速度太快且存活时间太短,所以研究人员一时还无法测量它们的特征。因此,只有等科学家们捕获到大量的反氢原子时才有可能着手这项工作。

[孙家明译自Science News,1996年11月30日]