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■相對論性重離子對撞機的STAR探測器發現了迄今為止最重的反物質,被稱之為「反超氚」。 資料圖片
香港文匯報訊(記者 章蘿蘭 上海報道)反物質被國際學界視為一種極具潛力的新能源。著名作家丹.布朗在小說《天使與魔鬼》中提及,反物質是人類目前所知威力最大的能量源,一小「滴」反物質就可維持整個紐約城全天動能。儘管是虛構作品,反物質能源的強大力量卻可見一斑。在北京時間昨日凌晨發行的國際頂尖學刊《自然》雜誌上,中外科學家宣告發現迄今人類所知最重的反物質——「反氦4」原子核,而中國核物理學家在這一重要科學發現中作出了傑出貢獻。
據上海《解放日報》報道,宇宙大爆炸之初曾產生等量的物質和反物質,可現今所能觀測到的宇宙幾乎都由物質構成——反物質去哪兒了?人類80年前證實存在帶有正電的「反電子」,此後則陸續在微觀世界中觀測到各種與「正物質」相反的基本結構單元。「反氦4」原子核的發現,被認為是尋找反物質路上的重要里程碑。
10億次碰撞幸運捕捉
報道稱,在位於紐約長島的美國布魯克海文國家實驗室,有一台「相對論重離子對撞機」。在對撞機上,研究人員讓兩束接近於光速的金原子核進行對撞,模擬極小尺度內的「宇宙大爆炸」,造成與宇宙演化之初相似的物質形態。這種劇烈的微觀對撞,產生大約等量的正反物質,其中一部分相對穩定的反物質,在與「正物質」相互湮滅之前,通過一個名為「STAR」的探測器,留下了清晰的信號證據。
據悉,「STAR」國際合作組由來自12個國家的54個科研單位組成,其中中國合作組成員包括中國科學院上海應用物理研究所、中國科學技術大學、中國科學院近代物理研究所、清華大學、華中師範大學、山東大學等。各國科學家從整整10億次碰撞事例中,篩選了由此產生的5,000億個帶電粒子,並憑借中國科學家主持研製的「大型飛行時間探測裝置(TOF)」,最終十分萬幸地探測到了18個反物質氦4原子核的信號。這種「反氦4」原子核包含2個反質子和2個反中子,這與自然界中普遍存在的「氦4」完全相反。
無污染的人類新能源
利用原子核能,通過核裂變、核聚變等反應,人類獲得了豐富的能量來源,同樣,反原子核與原子核的相互作用,也可能製造出一種超級能量,被稱為「反物質能」。根據愛因斯坦的質能方程,當正反物質相遇湮滅時,所有物質都在一瞬間轉變為巨大能量,遠遠超過了核裂變、核聚變,而且不會存在核污染。
但如今科學家觀察到的反物質,還是極其微量,且稍縱即逝。少數幾個被發現的反氫原子、反氦原子,不但質量很輕,且「壽命」短到無法以秒來計算,還遠遠不足以點亮任何燈泡。不過專家認為,反物質的每一次現形,都是將人們引向神秘世界的航標。據悉,新的阿爾法磁譜儀即將於今年被發射升空,並安裝在國際空間站上,面向外太空搜索反物質。
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