激光网2月29日消息，研究人员成功地冷却了正电子原子，对反物质研究产生了重大影响，并使量子电动力学和反物质玻色-爱因斯坦凝聚态的潜力成为可能。
欧洲核子研究中心的国际AEgIS合作，航空航天科学与技术系的Giovanni Consolati教授代表米兰理工大学参加了此次合作，首次通过实验证明了使用特定激光系统的正电子激光冷却，该系统专门为满足冷却要求而开发： 脉冲强度高、带宽大、持续时间长。
正电子束击中多孔目标的Ps原子的等效温度从380 K降低到170 K，对应于Ps rms速度的横向分量从54 km/s降低到37 km/s。
Ps是氢的次要兄弟，正电子取代了质子。因此，它比氢轻约 2000 倍，能级降低 2 倍。它是不稳定的：在真空和基态下，随着两个粒子的平行自旋，它的寿命仅为 142 ns。Ps冷却必须在其短暂的寿命内进行，这使得该过程相对于普通原子而言非常具有挑战性。使用大带宽脉冲激光器的优点是可以冷却大部分正电子云，同时增加其有效寿命，从而在冷却后产生更多的Ps以供进一步实验。
在AEgIS实验中，旨在测量反氢的引力加速度，最后通过激发态的Ps与捕获的反质子之间的反应获得。Ps 速度越低，反氢形成的可能性就越高，因此以尽可能低的动能产生 Ps 非常重要。
足够“冷”的Ps原子的可用性对于基础科学至关重要，例如，Ps激发能级的精确光谱学允许以前所未有的精度测试量子电动力学，或者用纯轻子系统测试等效原理。
此外，建立冷Ps原子集合的可能性可以为第一个反物质玻色-爱因斯坦凝聚态铺平了道路，这是一种量子力学现象在宏观上表现出来的状态。正电子BEC将需要受激湮灭，这已被提议作为在伽马射线能量范围内产生相干电磁辐射的一种方式。
研究结果已发表在《物理评论快报》上，作为编辑的亮点。
