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歐洲首次俘獲反物質 幾克可摧毀地球(圖)

2010-11-19 10:50 桌面版 简体 3
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大型強子對撞機

歐洲核子研究中心的科學家們在歐洲當地時間的17日表示,通過大型強子對撞機,他們已經俘獲了少量的「反物質」,儘管只是少量的反氫原子而已,但已被科學界視為人類研究反物質過程中的一次重大突破。

存在時間是關鍵

實際上,早在1995年,歐洲核子研究中心就首次製造出了9個反氫原子。但反氫原子只要與周圍環境中的正氫原子相遇就會湮滅,因此實驗室中造出來的反氫原子稍縱即逝,科學家們根本無從研究它的真面目。 2002年,歐洲核子研究中心的實驗進一步表明,反氫原子可以大量製造,但如何讓它們存在時間長一點仍是難題。

因此,這次實驗成果的突破就在於,人工製造的38個反氫原子存在了大約0.17秒。這個時間在普通人看來也許非常短,但對科學家來說,已比先前有了實質性的延長,足夠他們進行較為深入的觀察和研究。

利用磁場作「陷阱」

歐洲核子研究中心介紹說,這次之所以能夠將反氫原子捕獲長達0.17秒,要歸功於一種特殊的磁場。在實驗室中,反氫原子是在真空環境裡製造出來的,正常情況下瞬間就會與正物質發生湮滅並消失。而這個強大而複雜的磁場會像陷阱一樣「拖延時間」,使反氫原子與正物質的接觸稍作延緩。

實驗顯示,利用這種磁場,可以將「牽制」反氫原子的時間延長到十分之一秒的量級,這對於觀察研究反氫原子來說已經「足夠長」。

最終,歐洲核子研究中心在製造出的數以千計的反氫原子中,成功地使其中的38個存在了大約0.17秒。

科學家稱,研究反物質,之所以選擇氫原子入手,是因為氫原子只包含一個質子和一個電子,是最簡單的原子,因此被看做是物理學領域最佳的研究對象。

反物質研究的重要一步

儘管這只是在實驗室中製造並短暫捕捉到反物質原子,但科學界仍然歡欣鼓舞,認為這是物理學領域的一次突破,距離反物質的「真相」又「近了一步」。

刊登這一研究成果的英國《自然》雜誌稱,成功「捕捉」反氫原子後,通過比較反物質和正物質,科學家們就可以測試粒子物理學「標準模型」中最核心的基本對稱理論。歐洲核子研究中心主任羅爾夫·霍伊爾在17日發布的一份新聞公報中說,「這是反物質研究領域的重要的一步。」

用作武器 爆炸威力遠超核彈

用作燃料 6個星期可飛到火星

反物質是目前科學領域最大的謎團之一。正物質的原子由帶正電的質子和帶負電的電子以及中性的中子組成。與此相反,由帶負電的質子和帶正電的電子組成的就是反物質。正物質和反物質相遇後會湮滅,並產生巨大能量。

歐洲核子研究中心稱,反物質就像是「宇宙的鏡子」。按照現行理論,宇宙大爆炸之初,產生了等量的正物質和反物質。但現實情況是,我們的世界由正物質組成——反物質似乎莫名消失了,至少到現在仍然無法直接觀測到它的存在。

科學家解釋,當1克物質和1克它的反物質相撞湮滅時,能放出巨大的能量,科學家按照愛因斯坦提出的質能關係式(E=mc2 )進行計算,物質和反物質湮滅時所釋放的能量是核裂變能的1000倍。因此,科學家稱,反物質運用在軍事領域,將是遠超過核彈的「末日武器」,只需幾克就能摧毀地球。

此外,在不少科幻小說中,主人翁能在較遠的宇宙中旅行,就是因為飛船運用了反物質燃料。舉個最簡單的例子,如果想把人類送上火星,那需要千萬噸以上的化學原料,而如果是以反物質為燃料的話,僅需要幾十毫克,同時時間也大為縮短,只需要6週的時間就可以到達。

来源:武漢晚報 --版權所有,任何形式轉載需看中國授權許可。 嚴禁建立鏡像網站。
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