昨天的头条发布之后，我们在后台收到了大量朋友的留言。鉴于大家对这个传说中的“CPT”这么好奇，那么今天我们就结合欧洲核子研究中心（CERN）的最新研究成果和大家一起来聊聊这个问题。欧洲核子研究中心（CERN）的科学家于2016年12月19日在《自然》在线发表了一篇关于反氢原子的光谱测量的论文，这是研究人员花费了20多年时间所追寻的成果。为了理解这项研究的重要性，我们得从反物质开始说起。
反物质一直是科幻小说里的常客。在《天使与魔鬼》中，坏人们就试图用反物质炸弹摧毁梵蒂冈，汤姆·汉克斯扮演的兰登教授帅气的阻止了这个阴谋。在《星际迷航》里，企业号宇宙飞船的燃料正是反物质，利用正反物质的湮灭作为动力实现光速飞行。但反物质并不仅存在于科幻中。例如，在生活中，有一种水果就会产生反物质。那就是香蕉！
香蕉含有少量的钾-40，它在衰变的过程中偶尔释放出一个正电子（也就是电子的反物质）。
其实，我们的身体也包含了钾-40，也就是说你自己也会释放正电子。除此之外，反物质也被运用在医学中，科学家也在研究反物质推进器等等。当然，研究反物质还有一个更重要的原因。在138亿年前，宇宙刚刚诞生，物理学家相信应该有等量的物质和反物质被创造出来。如果是那样，物质和反物质应该全都湮灭，只留下纯粹的能量。但是我们今天所观测到的宇宙到处都是由物质构成的，反物质去哪里了？
这是物理学最大的基本问题之一。
因此物理学家想要通过研究反物质找出它们的一些意想不到的行为。而我们已经迈出重要的一步。在CERN的ALPHA实验中，科学家对准的目标是反氢原子。原子是由围绕原子核的电子构成。当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，它们会吸收或发生特定波长的光，形成原子的光谱。每个元素都有自己独特的光谱，因此被广泛应用在物理学、天文学和化学等领域。例如，通过分析遥远恒星的光谱我们就可以知道它们的组成成分。
氢原子的能谱。电子在不同轨道之间的跃迁会吸收或释放出特定波长的光子。氢原子是由一个电子和质子组成的，它是宇宙间含量最丰富的粒子，它的光谱也已非常高的精度被测量。而反氢原子则是由一个正电子和反质子构成的，我们对它的了解并不多。而且，反氢原子并不存在于自然界之中。因为物质和反物质粒子会相互湮灭，反氢原子一旦接触到物质就会迅速的消失。因此物理学家需要在实验中创造反氢原子。
想要移动和捕获正电子或反质子很容易，因为它们都是带电粒子。但是反氢原子是不带电的，设计这种捕获陷阱要困难的多。靠着反氢原子带有一点点的磁性，研究人员设计了一个非常特殊的磁阱能够将反氢原子困住，才使进一步研究如何用光确定反物质的各种性质成为可能。通过这个新的方法，科学家可以之前的设计捕获更多反氢原子。
反氢原子和氢原子之间的相似性符合CPT对称的原理。CPT对称是指物理定律在电荷共轭（把粒子换成反粒子）、宇称（镜像中的世界）、时间反演的联合变换下保持不变。到目前为止科学家并没有发现任何物理情况是违反CPT对称的，而反氢原子提供了这么一个机会让我们去验证这个规则。我们希望在未来的实验中，科学家能够发现物质和反物质之间的确存在着意想不到的区别。打破对称性或许是通往更深层次基本原理的重要一步。