1986年首次发现反物质，由于极少量的物质同它的反物质相互作用，能够释放出极大的能量。可用作热核爆炸的扳机，或者激励出极强的X射线或γ射线激光，反物质研究成为目前各国研究的重点。它是目前核武器中最强、最重要的一种。美国费米国立加速器研究所，法国和瑞士合建的欧洲研究中心，俄罗斯高能物理研究所都在做此研究。中国的反物质研究所始于80年代初，由世界著名的核物理学家、反物质发现者赵忠尧担任技术顾问，因此西方称他为“中国反物质武器之父”。
简介
     世界上的物质都是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子是由原子核以及围绕它旋转的电子组成的，而原子核是由质子和中子所组成的。科学家后来又发现，质子和中子是由更小的粒子所组成的反物质武器，这种更小的粒子被称为夸克。迄今，科学家已发现了物质结构的5个层次，即“夸克→核子→原子核→原子→分子”，以及300多种基本粒子。大千世界无奇不有的物质，就是由多种多样的基本粒子构成的。 反物质(antimatter)是由反粒子(antiparticle)构成的物质。科学家已经证明，构成世界万物的基本粒子都有一个反粒子——与自己“长得”一模一样但“秉性”相反的“镜像物”。比如，电子带负电、质子带正电，而带正电的电子和带负电的质子就是反粒子，前者称为反电子，后者称为反质子。像氢原子，就有由反质子和正电子组成的反粒子——反氢原子，而由反氢分子组成的反氢物质，就是氢物质的反物质。      早在1928年，英国剑桥大学教授保罗·狄拉克就预言了带相反电荷粒子的存在。4年后，美国科学家卡尔·安德森发现了正电子，它是人们发现的第一个反粒子。后来，科学家又陆续发现了反质子、反中子，找到了反介子、反超子、反夸克等许许多多的反粒子。我国著名核科学家王淦昌教授领导的小组在1959年也发现了一种称为反西格马负超子的反粒子。1986年首次发现反物质，由于极少量的物质同它的反物质相互作用，能够释放出极大的能量。可用作热核爆炸的扳机，或者激励出极强的X射线或γ射线激光，反物质研究成为目前各国研究的重点。它是目前核武器中最强、最重要的一种。美国费米国立加速器研究所，法国和瑞士合建的欧洲研究中心，俄罗斯高能物理研究所都在做此研究。中国的反物质研究所始于80年代初，由世界著名的核物理学家、反物质发现者赵中尧担任技术顾问，因此西方称他为“中国反物质武器之父”。关于这方面的公开资料几近于无，其高度保密性正反映了其极端重要性，只能通过正负电子对撞机的零碎进展作为这种武器进展的参考。
[编辑本段]启发之源
     三大“世纪之谜”触发了美国“反物质武器之父肯尼斯·爱德华兹的研究激情。      爱德华兹说，三大“世纪之谜”中最著名的当数通古斯大爆炸——1908年6月30日凌晨，俄罗斯西伯利亚通古斯地区的森林里，突然发生了一次史无前例的大爆炸。其威力相肯尼斯·爱德华兹当于1000枚原子弹同时爆炸，数百平方公里内的城镇与森林在爆炸中被毁灭。科学界迄今仍无法解释这次爆炸的原因。      另一次“世纪之谜”发生在1979年9月22日。当天，美国卫星拍到了西非沿海发生的一次强烈“核爆炸”。然而，当时只有美、苏、英等少数几个国家拥有核武器，西非发生核爆炸的原因迄今不明。      第三次“世纪之谜”发生于1984年4月29日晚10点。当时，一架日本班机飞抵美国阿拉斯加上空，副机长突然发现，飞机前方突然出现了一团巨大的“蘑菇云”，急速向四周扩散……在这条航线上飞行的其他三架飞机的机长也同时看到了这一怪象。然而，这四架飞机降落后，机上人员和飞机机体上并没有发现任何放射性污染的痕迹。      三大“世纪之谜”一直令科学界大惑不解，直到1986年科学界对反物质的研究有了突破性进展后，才有人提出：上述三次大爆炸可能是反物质发挥左右的结果。      经过将近十年的研究，2009年9月爱德华兹当天主持了一次代号为“反物质特攻－2008”的电脑模拟演习：201X年，一名美军士兵携一枚反物质定时炸弹潜入C国首都，在市中心临近C国总参谋部大楼的公共厕所内安装好后从容撤出。      军事行动开始后，反物质定时炸弹爆炸，C国总参谋部大楼和附属设施化为灰烬，而这名士兵所携的反物质炸弹只有五千万分之一克！

随后，一枚反物质脉冲炸弹在C国电力和通信网络上空引爆，刹那间，该国的军事和社会活动彻底瘫痪……看得目瞪口呆的五角大楼高官惊叹：“几克重的反物质炸弹就能毁灭地球了！”
[编辑本段]研发历史
理论
     原子弹和氢弹是早已广为人知的核武器。美国于1945年在日本广岛和长崎投掷的2颗原子弹，是利用钚核裂变反应释放的能量制造的炸弹，称为钚弹。中国爆炸的第一颗原子弹，是利用铀核裂变反应释放的能量制造的炸弹，称为铀弹。它们都属于第一代核武器。几年后，氢弹试验成功。氢弹是利用轻核(氘、氚)聚变反应释放的能量制造的炸弹，具有更大杀伤力，属于第二代核武器。原子弹和氢弹有五大毁伤作用，即冲击波、光辐射、贯穿辐射、放射性污染和电磁脉冲。      后来根据战术的需要，增强或减弱核武器某方面的毁伤作用，武器专家开发出了第三代核武器。例如：增强辐射的核武器——中子弹，增强冲击波的核武器——冲击波弹，增强放射性污染的核武器——感生放射性弹，增强X射线的核武器——X射线弹，减少放射性沉降物的核武器——弱剩余放射性武器，等等。美国正在积极发展威力小于5000吨梯恩梯当量、借助精确制导技术摧毁地下指挥部和武器库的钻地核弹，它也属于第三代核武器，为了适应新的形势、满足现代战争的需要，武器专家们又在动脑筋开发研究第四代核武器。      世界万物都有“同性相斥、异性相吸”的共性。反物质也一样，它一旦遇上正物质，就与之“迅速结合、互相湮灭”。这种“湮灭”(annihilation)并非正反两种物质化为乌有而消失，实际上，它们的全部质量转变成能量释放了出来。按照著名的爱因斯坦质量能量关系式E＝m·c^2可以计算出释放的能量：1毫克反物质“湮灭”放出的能量达到180兆焦耳，是普通炸药的100亿倍，比原欧洲粒子物理研究所制造出反氢子弹、氢弹的威力大得多。      反物质炸弹易于引爆。它不像原子弹那样必须达到临界质量，即使特别微小的质量也能造成爆炸：它也不像氢弹那样要求很高的爆炸点火温度。反物质炸弹还有一个很重要的优点，这就是它与原子弹、氢弹不同，爆炸后不残留放射性物质、不造成放射性污染。总之，反物质之所以被选来制造第四代核武器，主要原因有三：①反物质武器能量密度高、爆炸威力大，②反物质制造和利用的技术难度高、耗资大，一般国家不易掌握和实现，便于超级大国独自拥有：③反物质武器虽然从性质上也属于核武器，但国际社会通常把它视作常规武器，因此不受禁止核试验条约的限制。反物质武器炸药怎么制造?      迄今为止，科学家还没有发现地球上有反物质存在，于是提出了两条获取反物质的途径：一是在实验室里制造，二是到宇宙中去寻找。
制造试验
     为了在实验室里制造反物质，科学家考虑，氢原子是构造最简单的原子，它的原子核中只有一个质子、核外只有一个电子，因此制造反氢原子相对容易。于是他们用粒子加速器使原子核与质子相撞，制造出反质子：从释放正电子的放射性衰变反应中收集正电子。      制造反粒子的另一个难题，是如何安全地贮藏和保存它。科学家想出了用磁场“陷阱”来束缚反粒子的方法。即高速原子核和质子相撞产生反质子之后，用减速器将其速度降低到光速的1/10，然后用高能磁场做“陷阱”将其束缚起来，再用电场将其速度进一步降低下来。另一方面，科学家们也用电磁场“陷阱”来减速由放射性衰变收集来的正电子。最终，减速了的负质子和正电子在电磁场“陷阱”中结合，形成反氢原子。      1995年，设想终于成为现实。世界上第一家反物质研制工厂一一位于瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心制造出了第一个反氢原子。在世界各地9个研究所39位科学家的通力合作下，到2002年底，已经制造出了约5万个反氢原子。但是反物质的产量离可使用量还有很大距离。

宇宙搜寻
     宇宙有反物质存在吗？从哲学角度来讲，这个问题很容易回答。我国古代的太极图似乎也暗示了它的存在，部分天文学家也认为有存在的可能，但现代天文学还拿不出令人信服的证据。否定反物质的人很多，美国宇宙学家施拉姆（Schramm）说：“大多数理论家的直觉，不存在反物质。这意味着如果你找到它，那是一个伟大的发现，证明这些理论家都是错误的。但是最大的可能是，这意味着你找不到它。”      目前，由丁肇中主持的这项研究已有16个国家的科学家参与其中，投入的资金更是高达1000多亿美元。许多科学家表示：只要能发现宇宙反物质的存在，那么这将是当之无愧的诺贝尔奖。该探测器已于2005年发射升空并永久停留在太空，东南大学还将建立一个数据接收分析中心和培训中心作为配套项目。丁肇中认为，如果反物质确实存在，当正物质与反物质碰撞时可以产生巨大的能量。他现在所主持的“寻找宇宙中的暗物质和反物质”的研究已进行多年，目前已取得一些重要成果。“但是，从这一领域发展的历史来看，人们要有思想准备，也许我们会发现意想不到的东西，与原先想研究的东西毫无关系。”丁肇中很慎重地表示。      从拉普拉斯大预言谈起      天体有巨大的引力，在巨大的引力作用下，会发生各类反应，并发光发热。物极必反，拉普拉斯（P?S?Laplace）曾经大胆预言：宇宙中最大的天体有可能是看不见的。当引力随质量增大时，天体会变成一个一无所有的区域，既不发热，也不发光，现在我们称之为“黑洞”（Black Hole）。因此宇宙更多的是由不可见的暗物质或反物质组成，我们肉眼和天文仪器所能“看”到的只是以恒星或以星系形式存在的宇宙结构，这些物质只占宇宙总体的10％，90％的物质是以暗物质或其他结构形式存在。显而易见，对可见物质的巨大引力的存在表明了暗物质或反物质的存在。可是我们用光无法探测到，用红外线、紫外线和X光都无法探觅到它们的足迹。      同样的，对应着现存的星系结构体系，有由相反的反宇宙结构体系存在吗？其实早在1898年，一位英国物理学家就提出：与物质存在一样，有一个镜像对应的反物质存在。受当时科学水平和试验条件的限制，这个反物质概念没有一点事实依据，因此在宇宙深处存在由反物质组成的宇宙恒星云只能属于纯粹意义上的假说。      1997年科学家宣布发现了“银心反物质喷泉”极大地震撼了整个物理学界，使科学家们寻找反物质的热情一下子高涨起来。      1998年6月3日，由丁肇中教授发起的带有全球意义的寻找宇宙反物质事件，使得这一领域一度成为全球科学家最为关注的焦点。      到宇宙中去寻找反物质也决非易事。茫茫宇宙中哪里存在反物质?无人知晓。诺贝尔物理奖得者、美籍华人科学家丁肇中教授正在领衔实施一项到宇宙中去寻找反物质的国际太空反物质探索计划。到宇宙中去找反物质，需要先进的粒子物理传感仪。1998年，中国研制的传感仪·阿尔法磁谱仪由美国发现号航天飞机带到了太空；另一台新阿尔法磁谱仪计划在2008年组装完毕，搭载美国宇宙飞船升空，继续寻找反物质。      1997年4月，美国天文学家宣布他们利用伽马射线探测卫星发现，在银河系上方约3500光年处有一个不断喷射反物质的反物质源，它喷射出的反物质形成了一个高达2940光年的“反物质喷泉”。 一般储存反物质的储存系统，是动态的而不像其他的为静态的，储存系统内部通常都会具备自备的能源系统，和一些保护措施，其实反物质储存是一种构造非常精密的技术。 利用负物质的超排斥力，来压缩反物质，由于负物质会因为超排斥力绝对不可能和反物质接触，所以可以非常妥善封住反物质，这是最终的反物质储存方法，可以储存非常大量的反物质。

装“撒旦”的盒子
     反物质的稳定储存也是个大问题。在欧洲，人们在实验中发现在磁场的作用下反物质是有可能得到保存的。于是科学家们尝试用磁场“陷阱”来束缚反粒子的方法，即高速原子核和质子相撞产生反质子后，用减速器将其速度降低到光速的十分之一，然后用高能磁场做“陷阱”将其束缚起来，再依赖电场将速度进一步降低下来。另一方面，科学家们也尝试用电磁场“陷阱”来减速由放射性衰变收集来的正电子。最终，减速了的负质子和正电子在电磁场“陷阱”中结合，即可形成较稳定的反氢原子。不过用这种办法只能贮存10亿个反电子，而制造1克反氢原子需要有6.023x10^23个反电子和同样数量的反质子，显然现在的成果还远远不够。      专家们指出，反物质不像普通物质，必须有强大的磁场能量来束缚。然而，强大并不可间断的磁场能量，不仅需要更加先进可靠的设备，更需要强大的电能来维持。反物质由于威力过于恐怖，因此要将其武器化、实用化，就必须保证万无一失的100%安全性，那么储存的技术风险就变得十分巨大，一旦失控，被毁灭的可能就不仅是使用者自己，而是一切。因此，反物质的储存问题未来也将成为其大规模使用所面临的最大障碍。
世界追逐“人造太阳”
     这样说来，反物质武器仿佛只是一个很遥远的梦想，反对者嘲笑它是纸老虎，一种“思想武器”，将永远停留在新概念的范畴内。最有代表性的观点来自美国哈佛大学粒子物理学家弗兰克·克洛斯，他甚至悲观地认为：人类有能力制造可以使用的反物质需要等到数十亿年之后。真的是这样吗？      反物质巨大的军事应用潜力仍然强烈地吸引着美国军界。五角大楼斥巨资加以研制，美国空军就在进行一项名为“革命性炸药”的反物质武器研制计划，由洛斯阿拉莫斯和劳伦斯·利弗莫尔核武器研究所、费米研究所等众多单位进行相关研究，通过不懈的努力，科学家们的设想正逐渐接近现实。      1995年，世界上第一家反物质研制工厂——位于瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心制造出了第一个反氢原子。在世界各地9个研究所39位科学家通力合作下，到2002年底已经制造出了约5万个反氢原子，这是人类首次在实验室条件下制造出大批量反物质。诚然，这种所谓的“批量生产”离可使用量还是有很大的距离。      不过，人类技术进步的潜力和速度总是会让不同时代像弗兰克·克洛斯那样的科学家吃惊。2008年9月10日开始试运转的大型强子对撞器（LHC）是世界上最大的粒子加速器设施，有全球85个国家中的多个大学与研究机构，超过8000位物理学家共同参与。也是在这个月，美国格林空军基地“革命性弹药”研发小组的负责人、物理学家肯尼斯·爱德华兹在五角大楼向军方汇报了他的进展，称“在反物质武器的研究上已获得重大突破”，即研制成功了“有效储存反物质的容器”并现场电脑模拟推演，鉴于爱德华兹在反物质研制方面的开创性贡献，人们为他冠以了一个令人不安的称呼——“开启魔瓶的人”。同年，美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室宣布他们用激光向图钉头大小的黄金样本射击，创造出了数以十亿计的反物质粒子。另据《自然》杂志介绍，美国军方的科学家还发明了一种产生反物质的新方法，使得产生百万分之一克反物质的成本从10亿美元降低到了1亿美元。      现在来看，美国用激光技术通过实验室获得反物质及实现反物质储存——两大制约着反物质武器发展的瓶颈——皆有了重大突破，这意味着美国向武器级反物质的可实战化迈出了最关键一步。      由于耗费巨大（肯定比JSF项目大得多），西方国家在反物质研究上采取了国际合作的模式。欧洲核研究组织中的法国、意大利、英国等国的科学家们均与美国展开合作，承担着相关项目中的大量研究工作。俄罗斯更是从上世纪50年代的苏联时期开始，就在其“氢弹之父”萨哈罗夫的领导下从事反物质武器的研制工作。俄罗斯还曾经通过卫星在宇宙空间实验反物质武器，并且据说也获得了“重大进展”。      面对这场争夺未来战略级科技话语权的大国竞争，中国必须作出回应。中国的反物质研究所成立于上世纪80年代初，由世界著名核物理学家、反物质发现者赵忠尧担任技术顾问，西方称赵为“中国反物质武器之父”，不过，赵老已于1998年去世，享年96岁。因为事系国家安全，我们不可能得到中国反物质武器的详细资料，只能从相关的新闻管中窥豹。      1984年，国务院批准了8312工程即正负电子对撞机的建设。2009年7月，十五期间的重大科学工程，总投资6.4亿元的北京正负电子对撞机改造工程实现了升级换代，将我国对撞机和谱仪技术推进到国际前沿，这是我国在高能物理发展领域的一个重大里程碑式成就。      另有国外专家猜测，中国合肥“科学岛”世界上第一台全超导“EAST超导托卡马克核聚变实验装置”（俗称“人造太阳”）被认为是具有反物质武器的雏形，它最大的特点在于该装置只要稍加改进即可用来释放正电子，即反物质粒子。