人類首次捕獲到反物質(zhì) 500克能量可超過氫彈

英國《自然》雜志網(wǎng)站17日刊登研究報(bào)告說，歐洲核子研究中心（CERN）的科學(xué)家成功制造出多個(gè)反氫原子，并利用磁場(chǎng)使其存在了“較長時(shí)間”。這是科學(xué)家首次成功“抓住”反物質(zhì)原子。

氫原子是只有一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子的最簡單的原子。實(shí)際上，歐洲核子研究中心早在1995年就第一次制造出了反氫原子，但只能存在幾個(gè)微秒的時(shí)間，就與周圍環(huán)境中的正氫原子相碰并湮滅。此次的突破之處在于，制造出數(shù)個(gè)反氫原子后，借助特殊的磁場(chǎng)首次成功地使其存在了“較長時(shí)間”——約0．17秒。

這個(gè)時(shí)間聽起來似乎仍然很短，但對(duì)于科學(xué)家來說，這個(gè)時(shí)間長度已十分難得，可以對(duì)反氫原子進(jìn)行較為深入的觀測(cè)和分析。因此，這一成果被看作是物理學(xué)領(lǐng)域的一大突破，將大大推動(dòng)有關(guān)反物質(zhì)的研究。

反物質(zhì)至今都是物理學(xué)領(lǐng)域的一大謎團(tuán)。我們周圍環(huán)境中的物質(zhì)是正物質(zhì)，它由原子組成，原子由帶正電的質(zhì)子和帶負(fù)電的電子以及中性的中子組成。與此相反，由帶負(fù)電的質(zhì)子和帶正電的電子組成的物質(zhì)就是反物質(zhì)。反物質(zhì)只要和正物質(zhì)相遇就會(huì)湮滅，因此雖然現(xiàn)行理論認(rèn)為宇宙從大爆炸中誕生時(shí)產(chǎn)生了等量的正物質(zhì)和反物質(zhì)，但我們很難在宇宙中找到反物質(zhì)。尋找和研究反物質(zhì)因此也成為物理學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。新華網(wǎng)

星際迷航可降“魔”

在美國科幻片《星際迷航》里，宇航員把反物質(zhì)用作星際飛船燃料。而在美國作家丹·布朗暢銷小說《達(dá)·芬奇密碼》的姊妹篇《天使與魔鬼》中，犯罪集團(tuán)企圖從歐洲核子研究中心盜取反物質(zhì)，用以炸毀整座梵蒂岡城。

反物質(zhì)，正常物質(zhì)的反狀態(tài)，極不穩(wěn)定而幾乎不存在于自然界。研究人員8年前在實(shí)驗(yàn)室里制成反物質(zhì)，但這些反物質(zhì)一接觸容器壁便瞬息湮滅。抓不住，便無從加以深入研究。

英國《自然》雜志網(wǎng)站17日發(fā)布報(bào)告，歐洲研究人員在科學(xué)史上首次成功“抓住”微量反物質(zhì)。

首次“抓住” 巧設(shè)“磁瓶”克服湮滅

研究人員2002年在真空環(huán)境里造出反氫原子，但造出后不到片刻便已湮滅。如今，歐洲核子研究中心研究員首次成功“抓住”這種反物質(zhì)。

鑒于反物質(zhì)接觸容器壁后便即消失，研究人員利用特殊磁場(chǎng)對(duì)反物質(zhì)加以捕獲。

談及這種看不見、摸不著的捕捉方式，丹麥奧胡斯大學(xué)教授杰夫·杭斯特告訴英國廣播公司（BBC）記者，反氫原子具有“少許磁性”，“你可以把它們想象成羅盤指針，能夠利用磁場(chǎng)探知它們的存在。我們制成一只強(qiáng)有力的‘磁瓶’，在里面造出反物質(zhì)”。

另外，反氫原子運(yùn)動(dòng)速度不能太快，否則便難以捕獲。杭斯特所在研究團(tuán)隊(duì)花費(fèi)5年時(shí)間，設(shè)法讓反氫原子溫度降至0.5開氏度，相當(dāng)于零下272.65攝氏度、即接近絕對(duì)零度，使反氫原子處于低能量狀態(tài)。

“如果它們運(yùn)動(dòng)得不至于太快，那么就算被‘抓住’了，”杭斯特說。

理論測(cè)算 500克反物質(zhì)超過氫彈

丹·布朗在暢銷書《天使與魔鬼》中把反物質(zhì)描述成人類目前所知威力最大的能量源。它能以百分之百的效率釋放能量，不造成污染，不產(chǎn)生輻射，一小“滴”便可維持美國紐約全天所需能量。

從理論上說，不到500克反物質(zhì)的破壞力超過世界上最大氫彈的威力。

不過，研究人員首次捕獲的成果為38個(gè)反氫原子，持續(xù)時(shí)間為五分之一秒。這等數(shù)量的反物質(zhì)不足以讓一只100瓦燈泡發(fā)光二十億分之一秒，更別提用作劇烈炸藥。

杭斯特教授解釋道，研究人員掌握捕獲反物質(zhì)技術(shù)后，今后可在具體操作程序?qū)用婕右?ldquo;微調(diào)”，便有望制成數(shù)量足夠多、保存時(shí)間足夠長的反物質(zhì)，為進(jìn)一步研究打開一扇門。

前景展望 有助破解宇宙起源之謎

愛因斯坦預(yù)言過反物質(zhì)的存在。按照物理學(xué)家假想，宇宙誕生之初曾經(jīng)產(chǎn)生等量的物質(zhì)與反物質(zhì)，而兩者一旦接觸便會(huì)相互湮滅抵消，發(fā)生爆炸并產(chǎn)生巨大能量。

然而，出于某種原因，當(dāng)今世界主要由物質(zhì)構(gòu)成，反物質(zhì)似乎壓根不存在于自然界。正反物質(zhì)的不對(duì)稱疑難，是物理學(xué)界所面臨的一大挑戰(zhàn)。

反物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)，使人們聯(lián)想上世紀(jì)許多不解之謎，其中最為著名的莫過于“通古斯大爆炸”。1908年6月30日凌晨，俄羅斯西伯利亞通古斯地區(qū)遭遇從天而降的“火球”，大片原始森林頃刻化為灰燼。至于爆炸起因，一些人推斷是小行星撞擊，一些人猜想是反物質(zhì)所致“湮滅”。

深入研究反物質(zhì)，是解開宇宙起源之謎的重要環(huán)節(jié)。

“我們希望查明，物質(zhì)與反物質(zhì)之間是否存在某些我們尚不知道的區(qū)別，”杭斯特說，“這種區(qū)別或許存在于更基本層面，或許牽連宇宙起源時(shí)某些高能量活動(dòng)。”

“這就是為什么能夠‘抓住’它們（反物質(zhì)）是這般重要，因?yàn)槲覀冃枰獣r(shí)間研究它們。”

名詞解釋：反物質(zhì)

　　反物質(zhì)是一種物質(zhì)形式，但無法在自然界找到，除非是在稍縱即逝的少量存在（例如因放射衰變或宇宙射線等現(xiàn)象）在粒子物理學(xué)里，反物質(zhì)是反粒子概念的延伸，反物質(zhì)是由反粒子構(gòu)成的，如同普通物質(zhì)是由普通粒子所構(gòu)成的。物質(zhì)與反物質(zhì)的結(jié)合，會(huì)如同粒子與反粒子結(jié)合一般，導(dǎo)致兩者湮滅，且因而釋放出高能光子或伽瑪射線。1932年由美國物理學(xué)家卡爾·安德森在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了正電子的存在。隨后又發(fā)現(xiàn)了負(fù)質(zhì)子和自旋方向相反的反中子。

反質(zhì)子、反中子和反電子如果像質(zhì)子、中子、電子那樣結(jié)合起來就形成了反原子。由反原子構(gòu)成的物質(zhì)就是反物質(zhì)。當(dāng)你照鏡子時(shí)，鏡中的那個(gè)你如果真的存在，并出現(xiàn)在你面前，會(huì)怎么樣呢？科學(xué)家們已經(jīng)考慮過這個(gè)問題，他們把鏡中那個(gè)你叫做“反你”?？茖W(xué)家想象很遠(yuǎn)的地方有個(gè)和我們的世界很像的世界，它將是一個(gè)由反恒星、反房子、反食物等所有的反物質(zhì)構(gòu)成的反世界。反物質(zhì)正是一般物質(zhì)的對(duì)立面，而一般物質(zhì)就是構(gòu)成宇宙的主要部分。