反粒子受困千秒 助揭宇宙奧秘(組圖)

2011-06-11 20:48

這幅CERN圖像呈現了未被捕獲的反氫原子在內表面被湮滅的景象。(AFP)

CERN科學家成功長時間儲存反氫原子，時間超過15分鐘。(AP)

湯姆·漢克斯和阿耶萊特·祖裡爾主演的影片《天使與魔鬼》中出現反物質。(Columbia Picture)

歐洲核子研究組織(以下簡稱CERN)的科學家成功長時間儲存反物質，儲存時間達到創記錄的16分鐘，是此前的5000倍。2010年，他們也曾成功儲存反物質，但時間只有不到一秒鐘。在《達芬奇密碼》作者丹·布朗的小說《天使與魔鬼》中，暗物質被用作一種大規模殺傷性武器。

這一次成功儲存的反物質是反氫原子。研究過程中，科學家讓CERN的阿爾法磁譜儀實驗設備形成一個「磁瓶」(一種超導磁鐵)，讓反原子處於懸浮狀態並遠離瓶壁，用於儲存反氫。在近10年的研究中，科學家只能在極短的時間內儲存反物質。由於這種物質在儲存之後立即遭到破壞，他們一直很難長時間儲存反物質。

科學家籐原誠(Makoto Fujiwara)表示：「我們至少將反氫原子禁錮了1000秒，與一輪冰球比賽的時間不相上下。這將潛在地改變反物質研究的面貌，幫助解答反物質是否擁有與物質一樣的顏色，受引力影響方式是否與物質相同等疑問。現在仍有一些難度極大的實驗等待我們去完成，需要為之付出長時間的辛苦努力，這一次的研究成果無疑是向前邁出的重要一步，實驗面臨的難度將只有此前的萬分之一左右。」

在改編自布朗同名小說的影片《天使與魔鬼》中，反物質也佔有一席之地。影片中，一個秘密社團從CERN盜走一瓶反物質，並威脅釋放反物質的破壞性力量。0.5克反物質所產生的威力相當於20枚轟炸廣島的原子彈，但CERN指出獲取這一數量的反物質需要數十億年時間。CERN在一本揭開反物質神秘面紗的宣傳冊中表示：「鑒於我們只能獲取極少量反物質，這種物質‘非常安全’。如果我們能夠獲取幾克反物質，這將是一種異常危險的物質，但這需要數十億年時間。」

反物質是宇宙中最大的謎團之一，在發生大爆炸時，所產生的物質與反物質數量應該相同。正反物質接觸後會彼此毀滅對方，除了光線外，什麼也不會留下。但大量消失的似乎只有反物質，物質則「統治」了宇宙。科學家希望確定反氫是否遵循與氫相同的物理學定律，為了做到這一點，他們需要在反氫被氫湮滅前將這種反物質長時間儲存起來以供研究。

CERN研究員傑弗里·漢格斯表示：「這允許我們第一次觀察反氫的內部結構，它將是反元素週期表上的第一個元素。」氫原子研究專家、加拿大不列顛哥倫比亞省大學的沃爾特·哈代說：「我非常喜歡研究氫原子。有趣的是，我們正試圖研究反氫是否擁有與氫同樣的特性，而多年來我一直在研究氫。這是一次至關重要的比較，將幫助我們瞭解物質與反物質之間的關係。反物質並不具有危險性。」