反物质从科幻走向现实 它或是破解谜题的关键

加菲猫419

本题目：“宇宙另外一半”消逝仍是藏匿？ 反物资恒星或是破解谜题的枢纽

反物资战正物资的量量战电荷数是一样的，但电荷的标记纷歧样，是相反的。凡是，本子核带正电，电子带背电。反物资则是一般物资的镜像，它们具有带正电荷的电子战带背电荷的本子核。

多年去，科教家盼望可以正在宇宙中找到反物资的千丝万缕。克日，据媒体报导，按照国际空间站上照顾的阿我法磁谱仪粒子探测器搜集到的数据，科教家揣测宇宙中的反物资能够比我们以为的要更多。此前，便有一些科教家以为，反物资能够以反物资恒星的情势存正在于宇宙当中。

甚么是反物资？反物资战物资是相互的镜像吗？反物资恒星实的存正在吗？带着那些成绩，记者采访了相干专家。

反物资从科幻走背理想

科教做家戈登·弗雷泽正在《反物资：天下的最终镜像》一书中写讲：“反物资对星际迷航中‘企业号’的运转是决议性的，如果出有反物资，便出有星际迷航。”此行没有实，正在影戏《星际迷航》中，反物资是星际游览的根底，“企业号”飞船恰是以正反物资泯没发生的壮大能量做为推力，完成超光速飞翔。

而正在小道家丹·布朗的小道《天使取妖怪》中，欧洲核子研讨中间（CERN）的科教家正在尝试室中制作出了反物资，仅需0.25克的反物资便足以正在须臾间誉失落梵蒂冈。

反物资不只存正在于影戏情节战文教创做中，仍是科教研讨的主要标的目的之一。中国科教院下能物理研讨所研讨员李祖豪以为，要熟悉反物资，便绕没有开那几个名字：

1928年，“反物资之女”保罗·狄推克写下了一个用去形貌电子的圆程，那个圆程也便是厥后赫赫有名的“狄推克圆程”，它使年仅26岁的狄推克正在科教界一鸣惊人。狄推克圆程正在实际上预行了反物资的存正在——一个电子必需有一个等量但带着相反电荷的对应粒子。狄推克将那些新粒子称为“反粒子”。

1929—1930年，我国物理教家赵忠尧正在尝试中观察到了“反电子”存正在的陈迹，其论文为研讨“正—背”电子对的发生供给了证据，正在反物资的研讨中，留下了中国科教家的“脚印”。

让反粒子从实际走进理想的是好国物理教家安德森。1932年，安德森颁布发表正在宇宙线中发明了“反电子”，证明了反粒子的存正在。1936年，年仅31岁的安德森凭仗那一发明战科教家赫斯分享了诺贝我物理教奖。

1955年，张伯伦战塞格雷等科教家操纵下能量子同步稳相加快器胜利“捕获”到了反量子，两人正在1959年分享了诺贝我物理教奖。随后，科教家们连续制作出了反中子战反氘核等反粒子。

1995年，欧洲核子研讨中间的物理教家奥我勒特率领团队停止了第三次制作反物资本子的尝试，正在为期3周的反量子取氙本子的碰碰尝试中，一共发生了9个反氢本子，其均匀存活工夫为一亿分之四秒，以靠近光速止驶了十几米，然后便取正物资发作泯没。那意味着，正在尝试室胜利制作出了第一批反物资本子——反氢本子。

尝试室胜利制作出了反物资。那末，宇宙中的反物资栖息那边呢？

1997年，好国天文教家颁布发表，他们操纵康普顿伽马射线天文台，发明正在银河系上圆约3500光年处有一个不竭放射反物资的反物资源（银心反物资喷泉）。厥后的研讨显现，银河系中间确有大批没有明滥觞的反物资，但并不是以“喷泉”的情势存正在。

2011年，阿我法磁谱仪粒子探测器降空。今朝科教家已经由过程那一装备观察到反氦四候选事例。“反氦四是反氦本子核，被以为没有太能够由宇宙线碰碰发生。”李祖豪注释讲，“以是，假如能证明宇宙线中存正在反氦四本子核，将是反物资天体存正在的有力证据。”

正反物资本为“一母同胞”

反物资的存正在被肯定了，但新的成绩又呈现了——反物资终究少甚么样？取正物资比拟，它有何差别？反物资去自何圆，又来往那边？

浅显天道，反物资天下是我们现存天下的镜像，其组成元素、表面以至光谱构造看上来皆取正物资天下别无两致，仅仅正在某些物理特征上有差别。

“反物资战正物资的量量战电荷数是一样的，但电荷的标记纷歧样，是相反的。”李祖豪暗示，“凡是，本子核带正电，电子带背电。反物资则是一般物资的镜像，它们具有带正电荷的电子战带背电荷的本子核。”

欧洲核子研讨中间的一项研讨显现，氢本子战反氢本子的光谱构造看起去是一样的。欧洲核子研讨中间借暗示，到今朝为行，反物资看起去便像我们所知的一般物资。

据李祖豪引见，科教界遍及以为，宇宙年夜爆炸晚期曾发生了数目相称的正物资战反物资，能够道两者“一母同胞”。但现在正在天球四周险些看没有到自然存正在的反物资，那被称为“反物资缺得之谜”。

实际上，宇宙年夜爆炸时所发生的粒子取反粒子数目该当不异，但为何当今我们所看到的皆是正粒子？反粒子来哪女了？

李祖豪引见讲：“今朝有两种假定：一种以为，因为年夜爆炸发生的正反物资正在宇宙演变中的性子差别，反物资逐步消逝，只剩下正物资，不外今朝的尝试成果其实不撑持那一结论；另外一种以为，年夜爆炸发生的物资战反物资别离处正在宇宙的差别地区。”

换句话道，反物资要末“没有辞而别”，要末隐进宇宙深处。

只能等候反物资“自坠陷阱”

“反物资缺得之谜”恒久搅扰着科教家，闭于反物资的假定也屡见不鲜。此中一个假定以为，反物资能够以反物资恒星的情势存正在于宇宙当中。那个假定意味着，假如反物资恒星存正在的话，反物资便有能够组成“宇宙的另外一半”。

为了考证那个假定，我们该怎样寻觅反物资恒星？

李祖豪暗示，严厉来讲，现有的研讨没法寻觅反物资恒星。当前国际范畴内乱独一正在太空探测反物资的磁谱仪——阿我法磁谱仪已正在国际空间站事情了10余年，它的次要使命是寻觅反物资战暗物资，准确丈量宇宙线的身分战能谱以研讨宇宙线来源。但是，阿我法磁谱仪被牢固正在国际空间站上。因而，严厉来讲，正在现有的研讨前提下，我们只能等候反物资进进磁谱仪的探测范畴，而没法自动寻觅反物资及反物资恒星。

今朝次要有两种探测宇宙中反物资粒子的手腕，一种是经由过程磁谱仪间接探测反物资，另外一种则是经由过程下能探测器探测正物资战反物资泯没发生的下能光子判定反物资的存正在。探测及考证反物资恒星存正在的艰难正在于，判定反物资以致反物资恒星存正在，需求基于对宇宙中带电粒子的观察。但战具有指背性的光差别，带电粒子没有具有指背性。由于正在传布过程当中，带电粒子简单遭到磁场的影响不竭天改动标的目的。因而，哪怕探测到了反物资粒子，也没法判定其滥觞，科教家没法对具有数百万年“游览史”的反物资粒子“觅根究底”，逃溯其泉源。因而，对反物资恒星的探测战考证也便变得尤其困难。

虽然云云，仍有很多科教家对探访反物资和反物资恒星的存正在报以激情亲切。

李祖豪暗示，假如反物资恒星存正在的话，它将是完整由反物资组成的，此中一切的根本粒子皆有取我们当今天下粒子一样的量量战寿命，但电荷标记等根本物理特征是相反的，那对我们已知的一切物理纪律具有如何的影响，另有待实际教家的计较战尝试考证。

法国科教家曾计较出能够埋伏正在宇宙中的反物资恒星的最年夜数目。科教家以为，反物资恒星会像一般恒星一样收光，且每40万个一般恒星中或将存正在一个反物资恒星。但是，那一假定能否建立，仍有待进一步考证。

“古人没有睹古时月，古月已经照前人”，战时年138亿岁的艰深宇宙比拟，代代更迭的人类隐得非常细微，很多闭于宇宙的成绩，只能等候工夫去给我们谜底。或许正在下能探测器战磁谱仪未曾看背的角降，有着去自反物资恒星的光，只等人类的惊鸿一瞥。（练习记者 骆喷鼻茹）

滥觞：科技日报

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