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欧洲首次俘获反物质 几克可摧毁地球  

2010-11-19 18:51:33|  分类: 科学探索 |  标签: |举报 |字号 订阅

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核心提示:欧洲科学家近日首次成功俘获少量“反物质”。人工制造的38个反氢原子存在了大约0.17秒,这个时间比先前有了实质性延长,足够进行深入的观察研究。


科学家首次“捉”到反物质原子(图)

大型强子对撞机(资料图)

武汉晚报11月19日报道 欧洲核子研究中心的科学家们在欧洲当地时间的17日表示,通过大型强子对撞机,他们已经俘获了少量的“反物质”,尽管只是少量的反氢原子而已,但已被科学界视为人类研究反物质过程中的一次重大突破。

存在时间是关键

实际上,早在1995年,欧洲核子研究中心就首次制造出了9个反氢原子。但反氢原子只要与周围环境中的正氢原子相遇就会湮灭,因此实验室中造出来的反氢原子稍纵即逝,科学家们根本无从研究它的真面目。2002年,欧洲核子研究中心的实验进一步表明,反氢原子可以大量制造,但如何让它们存在时间长一点仍是难题。

因此,这次实验成果的突破就在于,人工制造的38个反氢原子存在了大约0.17秒。这个时间在普通人看来也许非常短,但对科学家来说,已比先前有了实质性的延长,足够他们进行较为深入的观察和研究。

利用磁场作“陷阱”

欧洲核子研究中心介绍说,这次之所以能够将反氢原子捕获长达0.17秒,要归功于一种特殊的磁场。 在实验室中,反氢原子是在真空环境里制造出来的,正常情况下瞬间就会与正物质发生湮灭并消失。而这个强大而复杂的磁场会像陷阱一样“拖延时间”,使反氢原子与正物质的接触稍作延缓。

实验显示,利用这种磁场,可以将“牵制”反氢原子的时间延长到十分之一秒的量级,这对于观察研究反氢原子来说已经“足够长”。

最终,欧洲核子研究中心在制造出的数以千计的反氢原子中,成功地使其中的38个存在了大约0.17秒。

科学家称,研究反物质,之所以选择氢原子入手,是因为氢原子只包含一个质子和一个电子,是最简单的原子,因此被看做是物理学领域最佳的研究对象。

反物质研究的重要一步

尽管这只是在实验室中制造并短暂捕捉到反物质原子,但科学界仍然欢欣鼓舞,认为这是物理学领域的一次突破,距离反物质的“真相”又“近了一步”。

刊登这一研究成果的英国《自然》杂志称,成功“捕捉”反氢原子后,通过比较反物质和正物质,科学家们就可以测试粒子物理学“标准模型”中最核心的基本对称理论。欧洲核子研究中心主任罗尔夫·霍伊尔在17日发布的一份新闻公报中说,“这是反物质研究领域的重要的一步。”

用作武器 爆炸威力远超核弹

用作燃料 6个星期可飞到火星

反物质是目前科学领域最大的谜团之一。正物质的原子由带正电的质子和带负电的电子以及中性的中子组成。与此相反,由带负电的质子和带正电的电子组成的就是反物质。正物质和反物质相遇后会湮灭,并产生巨大能量。

欧洲核子研究中心称,反物质就像是“宇宙的镜子”。按照现行理论,宇宙大爆炸之初,产生了等量的正物质和反物质。但现实情况是,我们的世界由正物质组成——反物质似乎莫名消失了,至少到现在仍然无法直接观测到它的存在。


科学家解释,当1克物质和1克它的反物质相撞湮灭时,能放出巨大的能量,科学家按照爱因斯坦提出的质能关系式(E=mc2 )进行计算,物质和反物质湮灭时所释放的能量是核裂变能的1000倍。因此,科学家称,反物质运用在军事领域,将是远超过核弹的“末日武器”,只需几克就能摧毁地球。

此外,在不少科幻小说中,主人公能在较远的宇宙中旅行,就是因为飞船运用了反物质燃料。举个最简单的例子,如果想把人类送上火星,那需要千万吨以上的化学原料,而如果是以反物质为燃料的话,仅需要几十毫克,同时时间也大为缩短,只需要6周的时间就可以到达。

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