跏趺坐怎么练:反物质-可能是世界上最有威力的爆炸性物质

反物质-可能是世界上最有威力的爆炸性物质

2008年11月17日有媒体报道：今年九月，美国格林空军基地“革命性弹药”研发小组的负责人肯尼斯·爱德华兹，突然现身美国五角大楼，向美军高官汇报他的最新研究成果。肯尼斯·爱德华兹说： “我们在反物质武器的研究上已获得重大突破——我们成功研发了一种能长期有效储存反物质的容器，这意味着反物质的军事用途即将成为现实！”　　　反物质是英国科学家狄拉克（Paul　Adrie　Maurice　Dirac）于1928年根据推测出来的，1933年12月12日，他因此获得诺贝尔物理学奖金。狄拉克注意到，在相对论方程和量子电动力学的方程中，质量都是成平方出现的，那就是说 m2=(m)(m)=(-m)(-m)[相对论： W2/C2-PR2-m2C2=0和量子力学理论： [W2/C2-PR2-m2C2] Ψ=0 ]，那么这个负质量是什么意思呢？于是反物质就被狄拉克这样轻松地从理论上推导出来了。由此看来，诺贝尔奖有时候就是如此简单，只是我们都视而不见或胆量不够，因为狄拉克为此也曾一度被众多科学家们讥讽为疯子。现在，组成物质的12种基本粒子的全部反粒子都已经被科学家在加速器中找到。美国实验物理学家丁肇中领导的阿尔法磁谱仪----AMS被送到太空，就是为了寻找太空中的反物质以及由反物质组成的宇宙。因为反物质和物质相遇就会湮灭，所以反物质无法在自然界找到，必须要到太空深处去寻找。位于法国和瑞士边界，耗资80亿美元，由2000多名物理学家花费14年时间建造的大型强子对撞机---（LHC），已经在2008年9月10日首次运行，用来探索反物质和宇宙大爆炸开始后万亿分之一秒内宇宙中物质的组成。根据宇宙大爆炸理论，爆炸形成的物质和反物质应该是对称的，可是我们的宇宙中物质和反物质却是不对称的。否则它们相互湮灭，也就不会有你我以及这宇宙和宇宙中的一切了。那么与我们的宇宙物质对称的反物质哪儿去了呢？1977年科学家们发现在银河系中心附近有一个可能的反物质源。如果那个地方真的存在，就意味着存在天然的反物质，也意味着人类直接从天然得到反物质的可能性，同时物质与反物质之间的万有斥力，也可以帮助我们解释为什么我们的宇宙在加速膨胀。1979年，美国科学家把一个有60层楼高的巨大气球放到离地面35公里的高空，气球上载有一批十分灵敏的探测仪器，结果，它在高空猎取了28个反质子。这是在地球以外第一次发现的反物质。物质和反物质在湮灭时会产生巨大的能量，并且不会像核弹那样产生放射线污染，所以被认为是一种最理想的清洁能源。但是科学往往都是一把双刃剑，可以造福人类，当然也可以给人类带来巨大的灾难。由几克反物质制造的炸弹就能毁灭地球，1克反物质产生的能量，就足以为23架航天飞机提供动力。反物质的应用，可以从根本上改变能源供应的模式，将会是一场能源革命。但是由于目前是由加速器产生的高能粒子打击固定靶产生反粒子，再经减速合成的，此过程所需要的能量远大于湮灭作用所放出的能量，且生成反物质的速率极低，生产一千亿分之一克的反物质，需要耗资近60亿美元，因此尚不具有经济和应用价值。　　前不久，一个由日本和美国科学家组成的研究小组，计划从今年开始在南极上空放飞气球，捕捉反物质天体释放出的反粒子，寻找反物质天体如友星系存在的证据．目标是观测低能反质子和反氦原子核。自1933年以来，日美研究小组曾在加拿大用气球进行观测，该地区受地球磁场和大气影响小．但为了不让气球飞跑，必须当天回收。而在南极上空，气球可持续飞行两周，观测数据能大幅度增加。　　目前，人们发现和制造的反物质粒子虽然不多，但正电子作为反物质的一种形式，已经有了许多实际用途。例如，正电子发射X射线层析照相术（PET），医生利用PET扫描不仅能得出病人软组织的详细图像，而且能够观察他们体内的化学过程，其中包括在进行认识活动时大脑各部分消耗“燃料”的速度。　　反物质能潜在且十分诱人的用途是用来制造星际航行火箭的超级燃料。将氢和反氢混合湮灭来获得能量，这种燃料的1％克所产生的推力相当于120吨由液态氢和液态氧组成的传统燃料（B）。此外，利用反物质能进行星际旅行，还可以减少携带燃料的质量，进一步提高飞行器的飞行速度。

编辑本段动态发展

　　神秘“反物质”或许将成为人类的“末日武器”　欧洲核子研究中心的科学家们在欧洲当地时间的2010年11月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。”

编辑本段反氦-4

　　2011年5月4日，媒体从中国科学技术大学获悉，由中美科学家共同参与的相对论重离子对撞机(RHIC)-螺旋管径迹探测器(STAR)国际合作组，近日探测到氦核的反物质粒子——反氦4，这种新型粒子是迄今为止所能探测到的最重的反物质原子核。在反氦4的发现中，中科大师生在飞行时间探测器的研发中起到关键性作用。 这项成果发表在4月29日出版的英国最新一期《自然》杂志上。 “这是中美科学家国际合作的成功典范。 ”中科院上海应用物理研究所研究员、STAR中国合作组召集人马余刚表示。　　每个类型的物质粒子都有与其相对应的反粒子，当一个粒子和它的反粒子碰撞时，它们就会湮灭，只留下能量。反氦4，又名反阿尔法粒子，是迄今为止所能探测到的最重的反物质原子核。　　美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机，近日利用两束接近于光速的金核对撞来模拟宇宙大爆炸，产生类似于早期宇宙的物质形态。合作组科学家在对撞产生的约5000亿个带电粒子里成功找到18个反氦4。　　中科大物理学院负责人介绍，根据宇宙大爆炸学说，在大爆炸时产生的正反物质数目是相等的，但现在的宇宙基本是由普通物质构成，这依然是物理学上的一个重大谜团，能在实验室中模拟在宇宙早期的环境中产生和研究反物质，对解释这个谜团以及寻找宇宙中新的物理现象，均具有重大意义。中科大从2000年就开始探测器预研，研发出第一个模块和样机，确定探测器最终设计，完成探测器批量制作，并在探测器运行的在线监测、离线刻度、粒子识别方法和相关物理的研究中，发挥了重要作用。特别需要指出的是，中科大2006级研究生黄柄矗是这次发现反氦4的主要贡献者之一。^[1]　　高能对撞能形成夸克胶子等离子体，这种炽热、稠密的物质包含数量大致相当的夸克和反夸克粒子。夸克胶子等离子体逐渐冷却后会变成一种强子气体并产生质子、中子和它们的反粒子。科学家们在金核相互对撞10亿次后形成的强子气体中共观察到了18个反氦-4，证明反氦-4确实存在，其包含4个反物质粒子：2个反质子和2个反中子。　　科学家指出，反氦-4很可能是迄今观察到的最重的反物质，并预测下一个可能会“现身”的更重反物质将是反锂-6。