中外科学家探测到迄今已知最重反物质反氦-4

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/20 17:21:30
位于纽约长岛的美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机(RHIC)再获重大发现:中外科学家探测到了迄今人类所知最重的反物质——反氦-4。今天凌晨,英国《自然》杂志在线发表了这一成果,并将于29日印刷出版。

  两个接近光速的金原子核对撞,会模拟出宇宙诞生时的那一声“啼哭”——产生大约等量的正物质和反物质。科学家就在这不足万亿分之一秒的瞬间,在上万亿度的高温中,捕捉着各种反物质的蛛丝马迹。

  “RHIC上的一对金核碰撞大约会产生500个粒子,通过筛选10亿次碰撞所产生的5000亿个粒子,我们探测到了18个反物质氦-4原子核的信号。”RHIC-螺旋管径迹探测器(STAR)国际合作组中国组负责人、中科院上海应用物理研究所马余刚研究员介绍,反物质的原子核由反质子、反中子构成,但其性质和正物质原子核相似。由于反物质存在时间很短,因此这些反物质粒子聚成稳定的原子核的几率非常小。

  早在1995年,科学家就发现了最简单的反物质原子——一个反质子加上一个正电子构成的反氢原子。直到现在,科学家才找到了反氦-4——它由两个反质子和两个反中子组成,质量是质子的4倍。

  这次发现反氦-4,主要得益于中国科学家所研制的大型飞行时间探测器。它为STAR提供了更清晰的“视力”,能精确区分出带电粒子的踪迹。STAR国际合作组发言人许怒研究员说,STAR中国合作组为在海量事件中捕捉到反氦-4作出了重要的贡献。

  中科大陈宏芳教授说,可能在未来很长一段时间内,反氦-4都会保持“最重反物质”的桂冠。因为反氦-4需要4个反核子聚在一起,而下一个更重的反物质应该是反锂6,这就需要6个反核子聚集成一个原子核——其产生的可能性是反氦-4的百万分之一。“这需要将对撞机的能量大幅提高,或者把亮度增强上百万倍,而现在的加速器技术几乎不可能实现。”

  为何科学家会对“最重反物质”如此着迷?其一是出于对宇宙婴儿期的好奇:为何当初成对产生的正反物质最终正物质占了绝对优势?为此,今年美国将向太空发射探测器,希望在宇宙中发现反氦-4的踪迹。其二是受到巨大能量的诱惑,根据爱因斯坦的质能方程,当正反物质相遇湮灭时,所有质量都在一瞬间转变为巨大能量,远远超过了核裂变、核聚变,而且不会存在核污染。

  “反氦-4十分稳定,若不湮灭,原则上不衰变。”马余刚补充道,越重的原子湮灭时产生的能量越大,这种看似大海捞针的寻觅,或许会诞生人类未来的能源方案位于纽约长岛的美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机(RHIC)再获重大发现:中外科学家探测到了迄今人类所知最重的反物质——反氦-4。今天凌晨,英国《自然》杂志在线发表了这一成果,并将于29日印刷出版。

  两个接近光速的金原子核对撞,会模拟出宇宙诞生时的那一声“啼哭”——产生大约等量的正物质和反物质。科学家就在这不足万亿分之一秒的瞬间,在上万亿度的高温中,捕捉着各种反物质的蛛丝马迹。

  “RHIC上的一对金核碰撞大约会产生500个粒子,通过筛选10亿次碰撞所产生的5000亿个粒子,我们探测到了18个反物质氦-4原子核的信号。”RHIC-螺旋管径迹探测器(STAR)国际合作组中国组负责人、中科院上海应用物理研究所马余刚研究员介绍,反物质的原子核由反质子、反中子构成,但其性质和正物质原子核相似。由于反物质存在时间很短,因此这些反物质粒子聚成稳定的原子核的几率非常小。

  早在1995年,科学家就发现了最简单的反物质原子——一个反质子加上一个正电子构成的反氢原子。直到现在,科学家才找到了反氦-4——它由两个反质子和两个反中子组成,质量是质子的4倍。

  这次发现反氦-4,主要得益于中国科学家所研制的大型飞行时间探测器。它为STAR提供了更清晰的“视力”,能精确区分出带电粒子的踪迹。STAR国际合作组发言人许怒研究员说,STAR中国合作组为在海量事件中捕捉到反氦-4作出了重要的贡献。

  中科大陈宏芳教授说,可能在未来很长一段时间内,反氦-4都会保持“最重反物质”的桂冠。因为反氦-4需要4个反核子聚在一起,而下一个更重的反物质应该是反锂6,这就需要6个反核子聚集成一个原子核——其产生的可能性是反氦-4的百万分之一。“这需要将对撞机的能量大幅提高,或者把亮度增强上百万倍,而现在的加速器技术几乎不可能实现。”

  为何科学家会对“最重反物质”如此着迷?其一是出于对宇宙婴儿期的好奇:为何当初成对产生的正反物质最终正物质占了绝对优势?为此,今年美国将向太空发射探测器,希望在宇宙中发现反氦-4的踪迹。其二是受到巨大能量的诱惑,根据爱因斯坦的质能方程,当正反物质相遇湮灭时,所有质量都在一瞬间转变为巨大能量,远远超过了核裂变、核聚变,而且不会存在核污染。

  “反氦-4十分稳定,若不湮灭,原则上不衰变。”马余刚补充道,越重的原子湮灭时产生的能量越大,这种看似大海捞针的寻觅,或许会诞生人类未来的能源方案
不衰变
不生不灭

都不在三界内了啊
比科幻还给力啊
新型大威力武器