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反物质研究重大成果:科学家制成5万个反氢原子

2002年09月19日 09:36

  中新网9月19日电:据科技日报报道,欧洲核子研究中心物理学家人工制成至少5万个反氢原子,记者电话采访了在该研究中心工作的丹麦奥尔胡斯大学物理学教授杰弗里.汉格斯特。

  据介绍,约140亿年前宇宙诞生时,产生了大体相等的物质和反物质,可是实际上科学家并未探测到那些反物质。它们到哪里了?

  现在有两种解释,一种认为在宇宙的某些地方存在着由反物质组成的星系;另一种推测宇宙诞生时产生的物质比反物质多了一点,物质与反物质相互湮灭后,剩下的物质就构成了现在的宇宙。

  由于科学家目前对反物质了解甚少,因此对宇宙诞生和演化以及物质世界构成等问题很难深入研究。

  为探索反物质之谜,目前科学家采取了两种途径:一是在自然界中寻找反物质;二是在实验室中制造反物质。

  在自然界中寻找反物质难度很大,近年来科学家尝试在实验室中制造反物质。1995年欧洲核子研究中心的科学家在世界上制成第一批反物质———反氢原子,从而揭开了人类研制反物质的新篇章。

  实验中,科学家利用加速器,将速度极高的负质子流射向氙原子核,由于负质子与氙原子核相撞后会产生正电子,如果刚诞生的一个正电子恰好与负质子流中的另外一个负质子结合,就会形成一个反氢原子。

  在累计15小时的实验中,他们共记录到9个反氢原子存在的证据。1996年,美国费米国立加速器实验室制造了7个反氢原子。

  汉格斯特说:“大量的反氢原子看起来像玻璃状物质,使我们能验证基本粒子物理学理论———“标准模型”的一些假设。如果反氢原子的行为与预期不一样,则需要对标准模型进行修正。”

  他还说:“以前也曾制造出反氢原子,但却没有这次制造的数量大。此外,这也是第一次在低能情况下制造出大量反氢原子。”

  当记者问及合成大量反氢原子的意义时,他介绍说:“制造出相当数量的反氢原子,可使我们从光谱学上对氢和反氢进行比较。标准模型认为,它们应该是完全相同的。由于氢是人们在物理学中了解得最详细的一种原子,因此从理论上讲,人们便能对标准模型进行很精确的验证。”

  他还说:“明年初该研究中心将开始进行标准模型的验证工作。”也许到那时,这一基本粒子的传统理论将得以印证,从而加深人们对宇宙诞生和演化的了解。


 
编辑:李艳敏
 

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