高冷范儿的反物质究竟是个什么鬼？

　　2016年3月10日中国科学院上海光机所强场激光物理国家重点实验室利用超强超短激光，成功产生反物质——超快正电子源。诶？反物质，反物质…好像从那里听说过……还记得在《达芬奇密码》姊妹篇《天使与魔鬼》的情节主线。在影片中，仅仅含有0.25克反物质的炸弹就足以将梵蒂冈从地球上抹去。

　　哇！太可怕了！没错，从理论上说，不到500克反物质的破坏力超过世界上最大氢弹的威力。怪不得叫反物质原来注定是个大反派！

　　额……你这么说还是不了解什么事反物质，就让小编来给你科普一下！

　　反物质介绍 

　　世界上的物质都是由分子构成的，分子是由原子构成的，原子是由带正电的原子核以及围绕它旋转的负电电子构成的，而原子核是由质子和中子所构成的。科学家后来又发现，质子和中子是由更小的粒子所构成的，这种更小的粒子被称为夸克。迄今，科学家已发现了物质结构的5个层次，即“夸克→核子→原子核→原子→分子”，以及300多种基本粒子。大千世界无奇不有的物质，就是由多种多样的基本粒子构成的。

　　反物质就是正常物质的镜像，它是相对于物质存在的，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。爱因斯坦预言过反物质的存在。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。

　　1928年英国物理学家狄拉克首先从理论上提出了存在反物质的假说，1932年美国物理学家卡尔·安德森在实验中证实了正电子的存在。

　　什么正啊反啊，原子，电子，侄子的？

　　是质子……

　　好吧！那反物质究竟有什么用？

　　反物质的用途 

　　物质和反物质接触会发生湮灭，在湮灭时会产生巨大的能量，并且不会像核弹那样产生放射线污染，所以被认为是一种最理想的清洁能源。首先，一小“滴”便可维持美国纽约全天所需能量，其次，反物质将是一种潜在的燃料来源，正常情况下，释放1公斤湮灭反物质和正物质所释放的能量是燃烧1公斤碳氢化合物释放能量的20亿倍，或者是1公斤核裂变反应堆燃料释放能量的1000多倍。

　　现在科学家们正在研究反物质动力火箭飞船，从地球抵达最邻近的毗邻恒星只需要6年时间，这个恒星距离地球4.2光年，这样推算的话这艘反物质动力飞船可达到光速的70%。在美国科幻片《星际迷航》里，宇航员把反物质用作星际飞船燃料。

　　哦！那么就抓紧制造！咱们冲出太阳系，走起！

　　反物质的捕获 

　　额……反物质，正常物质的反状态，极不稳定而几乎不存在于自然界。研究人员8年前在实验室里制成反物质，但这些反物质一接触容器壁便瞬息湮灭。抓不住，便无从加以深入研究。不过，近日欧洲核子研究中心研究员首次成功“抓住”这种反物质，首先科学家们先制造出一个特殊的磁场，科学家称之为磁瓶，利用反氢原子具有“少许磁性”的特性，在磁瓶中制造反氢原子，这样就像个指南针，能够利用磁场探知它们的存在，然后，设法让反氢原子温度降至0.5开氏度，相当于零下272.65摄氏度、即接近绝对零度，使反氢原子处于低能量状态。如果反氢原子运动得不至于太快，那么就算被"抓住"了，不过，研究人员首次捕获的成果为38个反氢原子，持续时间为五分之一秒。这等数量的反物质不足以让一只100瓦灯泡发光二十亿分之一秒，更别提用作于动力推进了。

　　这不白忙活了，还是老老实实的充电卡吧……

　　中科院上海光机所早在2001年就开始超强超短产生正负电子对的理论研究，提出利用强激光和纳米薄膜靶相互作用产生正负电子对，获得“反物质——超快正电子源”将对激光驱动正负电子对撞机等具有重要意义。未来，在高能物理、材料无损探测、癌症诊断领域有应用前景，由于其脉宽只有飞秒量级，可使探测的时间分辨大大提高，研究物质性质的超快演化。在这里我们也祝贺中科院上海光机所的科学家们，取得了这么大的成果！

　　你们辛苦了！

　　不过你知道吗？最开头提到的这则新闻里，其实“反物质”并不是唯一的科学成果，“超强超短激光”也是大有文章啊！这个咱们下次再聊~

　　其实，你知道吗？中国对于反物质的研究贡献还不止如此，中国的反物质研究所始于80年代初，由世界著名的核物理学家、反物质发现者赵忠尧担任技术顾问，因此西方称他为“中国反物质武器之父”。其实，他们可以凭借这项成果获得诺贝尔奖的，不过……有兴趣的朋友自己了解吧~~

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