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1、反粒子与反物质张毅兰州大学核科学与技术学院目录 CONTENTS反粒子介绍反粒子发现过程反物质介绍LANZHOU UNIVERSITY School of Nuclear Science and Technology3/ 13通古斯大爆炸通古斯大爆炸，是1908年发生在俄 罗斯的大爆炸。当时估计爆炸威力 相当于1015百万吨TNT炸药（一千 颗原子弹），超过2150平方公里内 的6千万棵树焚毁倒下。至少30万棵 树呈辐射状死亡；有些地方的冻土 被融化变成了沼泽地。反物质假说 1965年，三位美国科学家提出，通古斯大爆炸 事件可能是从太空降到地球来的一种反物质 反陨石造成的。他们在调查报告中说，
2、当 天，一个由“反物质”组成的陨石意外地闯入 了地球并导致了这场灾难。LANZHOU UNIVERSITY School of Nuclear Science and Technology4/ 13反粒子定义反粒子定义：每种粒子都有一个和它质量，寿命，自旋严格相等 ，但是电荷正好相反的粒子存在一切粒子均有反粒子：电子正电子质子反质子中子反中子 有些粒子的反粒子就是本身：光子、0介子等LANZHOU UNIVERSITY School of Nuclear Science and Technology5/ 131928年P.A.M. 狄拉克理论上预言正电子 1932年被C.D.安德森实验发现反粒
3、子的发现1933年，狄拉克与薛定谔共享诺贝 尔物理学奖，时年31岁1936年诺贝尔物理学奖 得主LANZHOU UNIVERSITY School of Nuclear Science and Technology6/ 13反粒子的发现1956年美国物理学家张伯伦在劳伦斯-伯克利国家实验 室发现了反质子，这是人们第一次直接观测到反粒子。1959年获诺贝尔物 理学奖接着又发现了反中子,最后发现 各种粒子都有相应的反粒子， 有些粒子的发粒子就是它自己 ，这种粒子称为纯中性粒子LANZHOU UNIVERSITY School of Nuclear Science and Technology7/
4、13反物质反粒子按照通常粒子那样结合起来就形成了 反原子。由反原子构成的物质就是反物质。 物质与反物质的结合，导致两者湮灭，且因而释放出高能光子 或伽玛射线。正负电子湮灭：放 出两个光子。根据E=mc2估算，百万分之一的反质 子与质子发生湮灭后，释放的能量相 当于3718千克的TNT炸药。LANZHOU UNIVERSITY School of Nuclear Science and Technology8/ 13反物质用途用来制造星 际航行的火 筒、航天 器、太空船 等的超级燃 料用作超高速火箭 的推进燃料用作轨道上军用空间站以及其他领 域的超小型、超轻型能量发生器用作启动 各类核弹用作集能
5、速武器（指 与粒子束武器结合）LANZHOU UNIVERSITY School of Nuclear Science and Technology9/ 13反物质炸弹物质与反物质的结合，导 致两者湮灭，且因而释放 出高能光子或伽玛射线。一毫克反物质与物质湮灭 ，释放的能量高达180兆 焦耳，普通炸药的100亿 倍。 几克即可摧毁地球。第四 代核 武器LANZHOU UNIVERSITY School of Nuclear Science and Technology10 / 13反物质研究发展瓶颈制造困难，成本高，寿命短，难以储存（磁瓶）每提取千万分之一克，花费六十亿 美元粒子对撞和太空搜捕
6、1995年，欧洲核子研究中心就 首次制造出了9个反氢原子，这 些反氢原子存在了大约0.17秒。欧洲核子研究中心能够存储由 氢原子提取的反物质，存储时间 长达16分钟LANZHOU UNIVERSITY School of Nuclear Science and Technology11 / 13国际上发物质的研究201119321956199520101928狄拉克 预言正 电子C.D.安 德森实 验发现 正电子欧文.张伯 伦发现反 质子，后 来又发现 反中子欧洲核子研究 中心就首次制 造出了9个反 氢原子欧洲核子研究中心 通过大型强子对撞 机，他们已经俘获 了少量的“反物质”欧洲核子研究 中
7、心成功地将 反氢原子“抓住” 长达一千秒的 时间LANZHOU UNIVERSITY School of Nuclear Science and Technology12 / 13我国反物质研究我国的反物质研究所成立于上世纪80年 代初， 由世界著名核物理学家、 反物质 发现者赵忠尧担任技术顾问，“中国 反物 质武器之父” 中国合肥“科学岛” 世界上第一台全超 导“ EAST超导，托卡马克核聚变实验 装置” （俗称“人造太阳” ）被认为是 具有反物质武器的雏形LANZHOU UNIVERSITY School of Nuclear Science and Technology13 / 13总结反粒子：每种粒子都有一个和它质量，寿命，自旋 严格相等，但是电荷正好相反的粒子存在 粒子与相应的发粒子会发生湮灭现象。反物质：反粒子按照通常粒子那样结合起来就形成 了反原子。由反原子构成的物质就是反物质。 反物质与相应的物质也能发生湮灭现象，并放出巨 大的能量。因此反物质的发展能解决诸多能源短缺 问题。 但是目前全球关于反物质的研究仍处于初级阶段。LANZHOU UNIVERSITY School of Nuclear Science and Technology14 / 13谢谢谢谢谢谢谢谢
