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1、神奇的反物质生态03级张文杰031403008人类对物质世界地认识人类很早就开场思索什么是物质了。在东方的中国愚人老子里所说：“道生一，终身二，二生三，三生万物。这是朴素唯物对我们这个物质世界的认识。另一方面，在西方的古希腊人也就以为水、火、空气和泥土是构成物质的根本元素。而时至今日，人类曾经发现，物质由分子和原子组成，原子是由带负电的电子和带正电的原子核组成。再往下划分，物质又可以分成强子由夸克组成，包括上夸克、下夸克、奇特夸克、粲夸克、底夸克和顶夸克；轻子包括电子、电子中微子、子、子中微子、子、子中微子；还有传播子传送强作用的各种胶子。物质组成的研讨，帮助人们重新认识了物质的世界，也协助人
2、们认清了物质之间的各种相互作用。那么我们认识的世界果真就是这样吗？科学家们并没有停顿在对我们一致的物质世界的认知这个层次上。他们开场了新的思索。人类对反物质的思索当他照镜子时，看一看在镜子中的那个他，假设那个镜子里的家伙真的存在，并出如今他的面前，会怎样样呢？科学家们曾经思索过这个问题，他们把镜子中的那个他叫做“反他。他们甚至想象很远的地方有一个和我们如今的世界很象的世界，或者说是我们的世界在镜子里的像。它将是一个由反恒星、反房子、反食物等一切的反物质构成的反世界。但是反物质是什么，这一切又能够是真实的吗？什么是反物质目前我们认识的物质是由分子和原子组成，而原子又是由带负电的电子和带正电的原子
3、核组成。假设由带正电的电子与带负电的原子核组成原子，那又是什么呢？这就是反原子，而由反原子组成的就是反物质。那么我们会问，物质和反物质在物理性质上有什么不同？他们假设相遇会爆产生什么景象？为了回答这个问题，还是让我们先来看看什么是反物质。宇宙之奇反物质反物质的组成正电子带有一个正电荷而不是带有一个负电荷的电子。由CarlAnderson在1932年发现，正电子是反物质存在的第一个证据。反核子带有一个负电荷而不是通常带有一个正电荷的核子。由研讨者们在1955年的伯克利质子加速器上产生了一个反质子.反原子正电子和反质子组合在一同，由CERN的科学家制造出第一个反质子CERN是欧洲核子研讨中心的简称
4、。共制造了九个反氢原子，每一个的生命只需40纳秒。到1998年CERN的研讨者把反氢原子的产量添加到了每小时2000个。物理学家安德森1932年美国物理学家安德森CarlDavidAnderson在宇宙线实验中察看到高能光子穿过重原子核附近时，可以转化为一个电子和一个质量与电子一样但带有的是单位正电荷的粒子，从而发现了正电子，狄拉克对正电子的这个预言得到了实验的证明对于电子来说，正负电荷具有对称性一切的粒子都有相应的反粒子。反粒子组成的世界就是反物质世界。大爆炸后应该产生同等量的粒子和反粒子，物质和反物质，可是我们察看到的物质要大大多于反物质。“湮灭景象如今我们来看看刚刚提出的那个问题。当反物
5、质和物质相遇的时候，这些等价但是相反的粒子碰撞产生爆炸，放射出纯的射线，这些射线以光速穿过爆炸点。这些产生爆炸的粒子被完全消灭，只留下其它亚原子粒子。物质和反物质相遇所产生的爆炸把两种粒子的质量转换成能量。科学家们置信这种方法产生的能量比任何其它推进方法产生的能量强的多。对“湮灭景象的思索假设是这样的话，那么我们能不能建一个物质反物质反响机呢？建造反物质推进机的困难之处在于宇宙中反物质的缺乏。假设宇宙中存在相等数量的物质和反物质，我们将能够看到围绕我们的这些反响。假设我们的周围并不存在反物质，我们也不会看到物质和反物质碰撞所产生的光。那么终究我们周围又没有反物质呢？反物质存在的能够性年月日格林
6、尼治时间零时，俄罗斯西伯利亚东起勒拿河、西至叶尼塞河直线间隔约公里的宽广地域上空，一个宏大的天体拖着长长的烟火尾巴，伴随着雷鸣般的轰鸣飞过东起勒拿河、西至叶尼塞河，直线间隔约公里的天空。随后，人们感到三次剧烈的爆炸，伊尔库茨克地震站测定其爆炸当量相当于至万吨炸药。爆炸后的几天里，东至勒拿河、西至爱尔兰、南至塔什干、波尔多法国一线的北半球广大地域延续出现了白夜景象。爆炸之后，科学家们在叶尼塞河中、下游和勒拿河支流维季姆附近，先后发现了个与月球火山口类似、直径为至米的爆炸坑和一片面积约平方公里的被冲击波击倒的原始森林。在随后的探险调查中，科学家们还发现爆炸地域土壤被磁化，至年的树木年轮中出现放射性
7、异常，某些动物出现遗传变异。由于现场没有发现任何陨石碎片等，根本排除流星或陨石坠落等。一个能够的解释，就是反物质呵斥了这一著名的通古斯大爆炸。寻觅太空中的反物质既然物质与反物质相遇会发生湮灭景象，那么在地球大气层以内是不能够发现天然的反物质了。那么太空中呢？这依然存在着能够性，于是人们把目光投向了太空。于是人们启动了AMS实验AlphaMagneticSpectrometerAMS是个多国协作的科学实验，共有37个研讨机构，由MIT教授诺贝尔奖得主丁肇中博士指点，美国能源部担任建造，美国太空总署(NASA)担任发射的义务，多国参与设计与出资，而台湾方面担任设计与制造符合太空规格的电子电路板。A
8、MS实验将是第一次将这样的探测器放入太空轨道且是由许多粒子物理学家与天文物理学家协作。实验证据他们利用先进的伽马射线探测卫星发如今银河系上方约光年处有一个不断放射反物质的反物质源。它放射出的反物质在宇宙中构成了一个高达光年的“喷泉。这是宇宙反物质研讨领域的一个艰苦突破。正反物质相遇可释放出宏大的能量和比普通可见光强万倍的伽马射线。银河系反物质“喷泉正是经过这一相接证据发现的，因此它对深化反物质的性质协助不大。为了“面对面地研讨反物质，科学家想到了直接“捕捉反物质。如何得到反物质在大爆炸产生时粒子数超越反粒子数是能够的。如上所述，粒子和反粒子的碰撞把两者都破坏掉了。并且由于开场的时候有更多的粒子
9、存在，所以如今的粒子是一切留下来的那些。今天在我们的宇宙中能够曾经没有留下任何天然的反粒子。但是，在1977年科学家们发如今银河系中心附近有一个能够的反物质源。假设那个地方真的存在，也意味着存在天然的反物质，所以我们将不再需求制造反物质。但是目前，我们将不得不发明我们本人的反物质。年，美国科学家安德森发现了一种特殊的粒子。与之前发现的电子相比，其质量和带电量完全一样，但它带的是正电，而电子带的是负电。因此，这被称为正电子。正电子也就是电子的反粒子。正电子的发现，毫无疑问的引发了科学家们新的探求之旅，而就此，一个反物质的世界好像沉睡千年的底下宫殿逐渐呈如今人们眼前：年，反质子在美国的一家实验室中
10、被发现，其后人们又发现了反中子。到上个世纪年代，根本粒子中的反粒子差不多全被人们找到了。根本反粒子的发现人类对反物质世界的探求由于根本反粒子的胜利发现，使得反物质的存在性大大添加，于是人们开场思索：如何得到反物质。迄今为止，人们曾经多次证明了反物质的存在。首先人们开场所成根本反原子。直到年，欧洲核子研讨中心的科学家在世界上制成了第一批反物质反氢原子。科学家利用加速器，将速度极高的负质子流射向氙原子核，以制造反氢原子。由于负质子与氙原子核相撞后会产生正电子，刚诞生的一个正电子假设恰好与负质子流中的另外一个负质子结合就会构成一个反氢原子。在累计小时的实验中，共记录到个反氢原子存在的证据。由于这些反
11、氢原子处在正物质的包围之中。因此它们的寿命极短，平均寿命仅为纳秒一亿分之三秒。年，美国费米国立加速器实验室胜利制造了个反氢原子。反物质的进一步研讨目前人类曾经能在实验室中胜利制造正电子、负质子等反根本粒子已是轻而易举，而将正电子与负质子组成反原子尚非常困难，由于将这两种粒子结合在一同并且能证明它们结合成反原子的任务非常复杂，因此科学家需求研制功能更强大的研讨工具。而且，人们还有一个普遍的疑问，那就是反物质如何能存储在物质的世界里？科学不是万能的，但真正的科学总是可以带来无限能够。反物质研讨最新进展据杂志报道，欧洲核子中心的科学家杰拉尔德加夫列尔瑟指点的一个科研小组，运用高能磁场捕捉在该中心粒子
12、加速器中实验得到的反质子，然后引入正电子流，并运用电场对其减速，再使得两种粒子集合在被称为“粒子圈套的构造中。由于物质或者带有正电荷或者带有负电荷，因此它们可以被保管在具有适当电磁场构造的“圈套中。之后科学家再将该粒子圈套放置入电场条件下，结果发现部分粒子出现无法挪动的景象。科学家以为，这表示两种反粒子结合构成了中性的反氢原子。加夫列尔瑟以为，“这种条件下很难以为没有反氢原子的存在，只是他们还不能确定详细存储了多少反氢原子。但他同时表示，希望可以在该中心的粒子加速器恢复运转后，可以反复确认上述发现，以期最终确证这一研讨成果。假设上述实验结果最终得到证明，将为人类在物质认知领域带来艰苦突破。欧洲
13、核子研讨中心在英国上宣布已胜利制造出约万个反氢原子，是人类初次在受控条件下大批量制造反物质。反物质运用前景反物质飞船利用反物质推动下一代太空船只需要六星期便可以到达火星。这不是幻想，而是科学家对发展下一代太空船的预测。他们相信，假使利用反物质推动太空船，将会使幻想成真。科学家所构思的反物质推动太空船。探求宇宙反物质武器美国军方如今对研制以反物质作为弹药的“质子炸弹表示出了浓重的兴趣，并已在这方面投入了大量资金。美国空军实验室引见称，这种反物质炸弹能够会成为一种令人难以置信的强大武器。物质和反物质相遇会爆炸构成光辐射(称为“湮灭)，并释放出一阵射线暴。据科学家们估算，每百万分之一克的反质子与质子发生湮灭(爆炸)后释放的能量相当于37.8公斤的TNT炸药。与传统核武器不同的是，反物质炸弹爆炸后不会构成任何辐射性残留物。不过，以人类目前的科技开展程度，反物质绝对称得上是最为昂贵的“产品仅消费一亿分之一克的反物质就需求耗费约60亿美圆。谢谢欣赏祝大家高兴祝大家高兴
