近日，来自欧洲核子中心（CERN）的阿尔法合作组（ALPHA collaboration）报道了氢原子的反物质对应物即反氢原子能级结构中的特定量子效应——精细结构（fine structure）和兰姆位移（Lamb shift）。这些量子效应存在于物质原子中，而尚未在反物质原子中发现。此类研究有助于揭示物质和反物质之间的区别。
这一结果发表在最新的《自然》期刊上，测量显示反物质原子的特定量子效应与“普通”物质原子中的理论预言相一致，这为将来进一步精确测量反物质的特定量子效应和其他基本性质奠定了基础。
阿尔法合作组通过将欧洲核子中心的钠-22放射源辐射出的正电子和反质子减速器AD输送的反质子结合制造出了反氢原子，并将这些获得的反氢原子通过磁笼约束在超高真空环境中，这样做是为了避免反氢原子与物质结合被湮灭掉。
然后通过激光照射到反氢原子上获得激发光谱。这些技术让科研人员实现了对反氢原子的特定量子效应如精细结构和兰姆位移的测量。这些量子效应会导致原子特定能级的微小劈裂，这是首次在实验中研究反氢原子的特定量子效应。
什么是反物质？物理学对反物质的定义：反物质是物质的对应物，二者物理性质相似，但是所有的量子数都反号，如电荷量。让我们从最简单的电子说起。电子带有一个负电荷。那么，与电子对应的反物质“反电子”(antielectron)或者说“正电子”(positron)则带有一个正电荷。正电子和电子的质量一样，但是电荷却相反。
如何获得反物质？要获得反物质并不是一件容易的事情，但也并非不可能。
首先，你要理解爱因斯坦那个著名的质能方程E=mc²。这个方程告诉我们，质量和能量是等价的。可以通过一些手段，将质量转化为能量，也可以将能量转化为质量。制造越重的反粒子需要的能量就越大，比如质子的质量大概是电子质量的2000倍，那么制造反质子需要的能量也至少是正电子的2000倍。科学家通过高能加速器将粒子加速获得高能，高能粒子碰撞之后释放的能量会产生正反物质对。
这就是我们所熟知的高能粒子加速器，比如北京正负电子对撞机BEPC、欧洲核子中心的大型强子对撞机LHC、日本国家高能物理研究所的高亮度正负电子对撞机B工厂、美国斯坦福直线加速器SLC等。
为什么研究反物质世界？制造和贮存反物质如此困难，那为什么我们还要研究反物质、甚至是反物质世界呢？反物质只是和普通物质性质相同，电荷相反。这只是物理学家的假设。反原子发出的光和物质原子发出的光是一样的吗？反物质物体也会在重力作用下做落体运动吗？随着科学的进步，已经有很多针对反物质性质探测的实验——验证反物质原子的能级结构、精细结构、兰姆位移等就是这样的实验——物理学家们开始逐步揭开反物质的神秘面纱。