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寻找和制造反物质

姜 岩

  为了进一步探索反物质之谜,科学家在实践上采取了两种途径,一是在自然界中寻找反物质,研究反物质的自然状态;二是在实验室中制造反物质,从更多的角度研究反物质。1997年4月,美国海军研究实验室、西北大学和加州大学伯克利分校等五个著名研究机构的天文学家宣布,他们利用先进的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。它喷射出的反物质在宇宙中形成了一个高达2940光年的“喷泉”。这是宇宙反物质研究领域的一个重大突破。

  正反物质相遇可释放出巨大的能量和比普通可见光强25万倍的伽马射线。银河系反物质“喷泉”是通过这一间接证据发现的,因而它对深入反物质的性质帮助不大。为了“面对面”地研究反物质,科学家想到了直接“捕捉”反物质。在地面,由于大气干扰,几乎不可能“捕捉”到反物质,因此科学家把目光投向了太空。

  1998年6月2日,美国“发现”号航天飞机携带阿尔法磁谱仪发射升空。这一核心部分由中国科学家制造的仪器,是当代最先进的粒子物理传感仪,目的是去太空寻找反物质。阿尔法磁谱仪这次随“发现”号上天,尽管没有发现反物质,但采集存贮了大量数据。2002年它将被送上国际空间站,进行长达3年的数据采集工作。它对反物质的探索,很可能带来一次科学突破。

  1995年欧洲核子研究中心的科学家在世界上制成了第一批反物质--反氢原子,揭开了人类研制反物质的新篇章。1996年,美国费米国立加速器实验室成功制造了7个反氢原子。此后,在实验室中制造反物质的工作受到很多科学家的高度重视。

  2000年8月10日,欧洲核子研究中心宣布用于制造反物质的反质子减速器投入使用。 在世界各地9个研究所、39名科学家的通力合作下,欧洲核子研究中心9月18日宣布近日已成功制造出约5万个低能量状态的反氢原子,这是人类首次在受控条件下大批量制造反物质。总部设在瑞士名城日内瓦的欧洲核子中心的相关报告9月18日由英国《自然》杂志在其网站发表。在本次试验中,科学家对粒子减速、进行“冷却”,最终成功制造出了大量的反氢原子。参与研究的科学家说,这是反物质研究的“一个重要里程碑”。

摘自《科学时报》

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