论文部分内容阅读
英国《自然》杂志网站2010年11月17日刊登研究报告说,欧洲核子研究中心的科学家成功制造出多个反氢原子,并利用磁场使其存在了“较长时间”,这是科学家首次成功“抓住”反物质原子。
反物质(如图)是一种假想的物质形式,在粒子物理学里,反物质是反粒子概念的延伸,反物质是由反粒子构成的,如同普通物质是由普通粒子所构成的,物质与反物质的结合,会如同粒子与反粒子结合一般,导致两者湮灭,且因而释放出高能光子或γ射线,
氢原子是只有一个质子和一个电子的最简单的原子,实际上,欧洲核子研究中心早在1995年就第一次制造出了反氢原子,但只能存在几个微秒的时间,就与周围环境中的正氢原子相碰并湮灭,此次的突破之处在于,制造出数个反氢原子后,借助特殊的磁场首次成功地使其存在了“较长时间”——约0.17秒。
这个时间听起来似乎仍然很短,但对于科学家来说,这个时间长度已十分难得,可以对反氢原子进行较为深入的观测和分析,因此,这一成果被看做是物理学领域的一大突破,将大大推动有关反物质的研究。
我们知道,正常原子由带正电荷的原子核构成,核外则是带负电荷的电子,但是,反物质的构成却完全相反,它们拥有带正电荷的电子和带负电荷的原子核,从根本上说,反物质就是物质的一种倒转的表现形式,爱因斯坦曾经根据相对论预言过反物质的存在:“对于一个质量为m,所带电荷为e的物质,一定存在一个质量为m,所带电荷为-e的物质(即反物质)”,按照物理学家假想,宇宙诞生之初曾经产生等量的物质与反物质,而两者一旦接触便会相互湮灭抵消,发生爆炸并产生巨大能量,然而,出于某种原因,当今世界主要由物质构成,反物质似乎压根不存在于自然界,正反物质的不对称疑难,是物理学界所面临的一大挑战。
反物质(如图)是一种假想的物质形式,在粒子物理学里,反物质是反粒子概念的延伸,反物质是由反粒子构成的,如同普通物质是由普通粒子所构成的,物质与反物质的结合,会如同粒子与反粒子结合一般,导致两者湮灭,且因而释放出高能光子或γ射线,
氢原子是只有一个质子和一个电子的最简单的原子,实际上,欧洲核子研究中心早在1995年就第一次制造出了反氢原子,但只能存在几个微秒的时间,就与周围环境中的正氢原子相碰并湮灭,此次的突破之处在于,制造出数个反氢原子后,借助特殊的磁场首次成功地使其存在了“较长时间”——约0.17秒。
这个时间听起来似乎仍然很短,但对于科学家来说,这个时间长度已十分难得,可以对反氢原子进行较为深入的观测和分析,因此,这一成果被看做是物理学领域的一大突破,将大大推动有关反物质的研究。
我们知道,正常原子由带正电荷的原子核构成,核外则是带负电荷的电子,但是,反物质的构成却完全相反,它们拥有带正电荷的电子和带负电荷的原子核,从根本上说,反物质就是物质的一种倒转的表现形式,爱因斯坦曾经根据相对论预言过反物质的存在:“对于一个质量为m,所带电荷为e的物质,一定存在一个质量为m,所带电荷为-e的物质(即反物质)”,按照物理学家假想,宇宙诞生之初曾经产生等量的物质与反物质,而两者一旦接触便会相互湮灭抵消,发生爆炸并产生巨大能量,然而,出于某种原因,当今世界主要由物质构成,反物质似乎压根不存在于自然界,正反物质的不对称疑难,是物理学界所面临的一大挑战。