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物理學(xué)家造出桌麵級別反物質“槍”

發布時(shí)間:2013-07-01 作者: 來源:科技日報 瀏覽:937

      據物理學家(jiā)組織網6月26日(北京時間)報(bào)道,一個由美國密歇根大學、英(yīng)國貝(bèi)爾法斯特女(nǚ)王大學等機構研究人員組成的國際小組(zǔ),最近成(chéng)功地造出了(le)一種桌麵級別的反物質“槍”,能(néng)噴出短促的正電子脈衝(chōng)。發表在《物理評論快報》上的相關論文,描述了怎樣製造(zào)這種“槍(qiāng)”,有何(hé)功能以及可能的用(yòng)途。

      正(zhèng)電子與電(diàn)子相反。它除了能在實驗室創(chuàng)造出來,還存在(zài)於黑洞和脈(mò)衝星發出的噴流中。迄今為止,要產(chǎn)生(shēng)研究用的正電子,所用設備都是很大且昂貴的機器,如歐洲粒子物理研究所(suǒ)(CERN)的粒子加速器,美國勞倫斯?利物浦國家實驗室的設備,通過向一個微小的金盤發射能量極高的激光來產生(shēng)正電子。其他最新成果還有得克薩斯大學造出的一(yī)台桌麵級別的加速器,新研究就是以(yǐ)此為基礎。

      研究小組造出(chū)的(de)設備不超過1米長,能產生短促(cù)的電子和(hé)正電子脈衝,而黑洞和脈衝星發出的噴射和該研(yán)究報道的脈衝非常相似。為了產生正電子,他們向氦氣樣本中發射一束(shù)激光,這樣會(huì)產生一束(shù)高速電子流。那些(xiē)電(diàn)子在一片極薄金屬箔的引導下,撞進單個的金屬原子中,而這(zhè)種撞擊會導致一束電子和(hé)正電子流被發射出來,這兩種電子可以通過磁場分離開來。

      據報告,這種正電子槍每次“開火”持續時間僅30飛秒(1秒=1015飛秒),但每次(cì)產(chǎn)生(shēng)的正電子(zǐ)達到每立方厘米1015個,這一密度(dù)水平能跟CERN生成的正電子密度相媲美(měi)。

      研究人員提(tí)議,他們的設備可用來模擬黑洞或脈衝星發出的噴流,有望為相(xiàng)關問(wèn)題提供一些解答,如(rú)噴流中(zhōng)各(gè)種粒(lì)子的比例,它們(men)攜帶的能量,噴流發出(chū)後粒子與環境相互作用(yòng)方式等。

    總編輯圈(quān)點

      反物質,正常物質的反狀態,正反物質會相互湮滅,沒有輻射卻釋放遠超核能的巨大能量,不光有助我們了解宇宙起源(yuán)和性質,更被看做最理想的清潔能(néng)源,甚至星際(jì)航行的超級燃料。然而,如何製(zhì)造數量足夠(gòu)多、保存時間足夠(gòu)長的反物質一直困擾著我們,當前大型強子對撞機要一千年才能夠對撞出一微克反物質。因此(cǐ),反物質“槍”的出(chū)現意味著正電子或者說反物質製造設備的小(xiǎo)型化,以及製造效率的大幅提高。

 

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