一個冒泡的、喧鬧的真空充滿了量子空間，扭曲了宇宙中每一個氫原子的形狀。現在我們知道，它也扭曲了氫的“瘋狂世界”裡反物質孿生兄弟：反氫。

國內的一張照片展示了反氫鐳射物理裝置中鐳射工作的反物質實驗。（圖片： 歐洲核子研究組織/阿爾法實驗室）

反物質是一種鮮為人知的物質，在我們的宇宙中很罕見，它近乎完美地模擬了物質，但它所有的性質都與物質相反。舉個例子，電子是帶負電荷的微小物質粒子。它們的反物質就是帶正電荷的微小“正電子”。把一個電子和一個質子（一個更大的帶正電荷的物質粒子）結合起來，你就得到一個簡單的氫原子。

把一個反物質正電子和一個“反質子”結合起來，你會得到反氫。規則物質和反物質接觸時，物質粒子和反物質粒子便相互湮滅。目前，反物質似乎是物質完美的、對立的孿生兄弟，物理學界目前存在的一大謎團是：為什麼反物質僅僅在宇宙中扮演一個小角色，物質會開始主宰太空？找到兩者之間的差異有助於解釋現代宇宙的結構。

發表在《自然》期刊上的這項新研究的共同作者、歐洲核子研究所（CERN）的加拿大粒子物理學家藤原真子說:“蘭姆位移是尋找正常原子與反原子之間差異的好方向。自1947年以來，量子物理學家們就已經知道了這種奇特的量子效應，它是用亞利桑那大學的物理學家威利斯·蘭姆命名的一種效應。在美國物理學家二戰後的第一次重要會議上，物理學家蘭姆揭示了氫原子間比預測更大的間隙。”

這種生命短暫的、好似不存在的粒子因未知原因不可思議地被創生，並對周圍的宇宙產生了實實在在的影響。比如在氫原子內部，它產生一個推力，將質子與電子分開。這一意外的發現為蘭姆贏得了1955年諾貝爾物理學獎。

雖然物理學家們已經知道蘭姆位移改變了氫原子的結構幾十年了，但他們還不知道它是否也影響了反氫原子。藤原和他的合作者想知道這種影響是否這對反氫原子而言也能行得通。

為了研究這個問題，研究人員在歐洲的巨型核物理實驗室歐洲核子研究組織（CERN）的反氫鐳射物理裝置（ALPHA）反物質實驗中煞費苦心地收集了反氫原子樣品。藤原說，實驗室裝置需要幾個小時才能產生足夠實驗的反氫原子樣本。

這種裝置把物質約束在排斥物質的磁場中，研究人員隨後用鐳射射擊被捕獲的反氫原子，研究反物質如何與光子相互作用，從而揭示反原子不同的隱藏特性。

反氫相當於氫的反物質。鑑於普通的氫原子是由電子和質子構成，反氫原子就由正電子和反質子構成。科學家們希望通過研究反氫給他們研究在物質宇宙中物質多於反物質這個問題提供一些線索。

反氫是粒子加速器中被人工生產的。1999年，美國宇航局估計，生產1g反氫需要消耗約62.5萬億(相當於今天的96萬億)，這也使它成為最昂貴的物質。這是因為每次實驗的產量太少還有使用粒子加速器高昂的耗費。在現代物理學中，反物質被定義為包含對於相應普通物質(正常物質)的粒子的反粒子。微粒加速器在日常生產中只能產生數量極少的微粒——總計一般為幾毫微克(1)——而且在自然程序中像宇宙的光線碰撞和一些形式的放射性衰變只有一小部分能成功形成反粒子。由於極其高昂的消耗和生產與控制之難，巨集觀上所有的反物質不可能都被聚集。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. Rafi Letzter -ICOSY，奇點，夢想家，Cynosure