反物质是什么(反物质是什么颜色)

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反物质怎样制造？

CERN产生大量反物质。

据2002年9月23日出版的《第39届欧洲核子研究中心(以下简称西欧中心)快报》消息，雅典娜实验组宣布，在受控条件下，产生大量低能反氢原子，从而在反物质研究上迈出重要一步。这个结果刚刚被英国著名杂志《自然》在其网站上公布。在这个实验中，科学家们在严密监控的条件下，混了大量俘获的正电子和反质子。当正电子与反质子结时，发现形成了反氢原子。

长度西欧中心总主任迈亚尼评价说：“在受控条件下产生反氢原子的雅典娜实验是科学技术上的一件大事。更重要的是，实验产生了比预期更多的反氢原子。我也感谢ATRAP实验做出的贡献，它启动了——号技术捕获冷反质子和正电子的关键步骤。”

来自世界各地9个不同研究所的39名科学家参加了雅典娜实验。8月，大约是理论物理学家p狄拉克诞辰100周年，他们发现了清晰的反氢原子信号。狄拉克在20世纪20年代末预言了反物质的存在。雅典娜实验的发言人罗尔夫兰杜斯(Rolf Landuas)说：“这个实验是反物质科学研究的里程碑，是精确比较氢原子和反氢原子道路上重要的步。这些测量将为我们提供关于宇宙的信息，特别是为什么大自然选择物质而不是反物质。”

雅典娜实验使用的方法克服了西欧中心和费米国家实验室以往实验中的两个主要局限(每天只产生几个反原子，速度接近光速)。一方面，科学家利用反质子减速器得到高能反质子，将其减速到十分之一光速，然后利用电磁陷阱束缚反质子，进一步减速到百万分之几光速。科学家从每个反质子减速器集群中捕获并减速或“冷却”大约10，000个反质子。另一方面，它们与大约7500万个冷正电子混在一起。科学家收集放射性同位素衰变释放的正电子，然后在第二个阱中捕获，送入第三个“混”阱。在这里可能会形成缓慢冷却的反氢原子。反氢湮灭探测器是观测雅典娜实验结果的关键设备。它围绕着反质子和正电子混的阱。当正电子和反质子结形成中性反氢原子时，中性反氢原子从金属电极形成的俘获电磁场中逃逸，然后撞击其中一个电极，正电子和反质子分别与金属表面的电子和质子湮灭。

通过在同一时间同一位置探测反质子和正电子的湮灭，探测器为反氢原子的存在提供了确凿的证据。雅典娜实验发现，在正电子和反质子混的过程中，平均每秒钟都会产生几个反原子。到目前为止，实验已经产生了5万个反氢原子。雅典娜是在反物质减速器上寻找冷反氢原子的两个实验之一。去年，ATRAP实验率先利用冷正电子冷却反质子，成功将冷反氢束缚在同一个阱结构中。用低能反质子环做的ATRAP实验的前身Trap实验，在西欧中心证实了同时俘获正电子和反质子。

西欧中心的这些突破是捕获、积累和冷却反氢原子道路上的重要里程碑。总干事l迈亚尼(L. Maiani)说：“七十五年前，狄拉克预言反物质后，他指出可能存在由反物质组成的恒星，但我们不知道，因为它们的光会和正常恒星的光一样。随着西欧中心计划的改进项目，即所谓的减速RFQ系统的实施，我们期望获得足够的反物质，以确切地查明反原子光是否与原子光相同。任何偏离平衡的情况都会引起现代物理学的一场大革。”反物质是与正物质相对的一种物质存在形式。其物理化学性质与正常物质相同，但电荷数与正常物质相反。能量转化为物质时，往往以正负粒子对的形式产生。它们很可能会行进一定的距离，在下一个瞬间发生碰撞，彻底湮灭，再次转化为能量。反物质在现实生活中很少见，其主要存在形式是一些元素的放射性同位素发出的正电子。自1986年发现反物质以来，各大实验室的反物质产量一直在增加。现在世界上一些实验室的反物质(主要是反质子)年产量已经达到了克量级。反物质最直接的应用就是提供能量。就像小说里常说的，正负消氢推进器是一种正负混氢，利用正负物质产生纯能量来获得巨大动力。此外，反物质是一种强大的杀人武器。因为构成我们身体的物质主要是质子、中子和电子，如果我们接触到反氢或其他反氢元素，它们就会被破坏，转化为纯粹的能量。根据爱因斯坦著名的公式E=MC ^ 2，只需要一点点反物质，就可以让反物质的双倍能量完全转化为能量，其威力可想而知。同时，人也会被消灭。此外，量子力学给出了一个宇宙微观世界的模型：在普朗克尺度(一种微小的尺度)下，时空在剧烈地“振动”。太空中的每一刻都会产生大量的正负粒子对，下一刻就会碰撞湮灭。这意味着，如果我们能够分离这些正负粒子对，我们将能够凭空制造能量和物质。霍金对黑洞熵的解释是正负粒子对中的一个落入黑洞视界，使得另一个粒子被辐射。霍金对黑洞的熵还有一些其他的计算，说明反粒子可以看作正粒子的时间逆流。也就是说，如果时光倒流，我们的世界可以被视为反物质。这似乎为我们提供了一种回到过去的方式。那么，会不会存在反物质宇宙呢？今天的理论有不同的答案。有一种权威的说法是，我们的宇宙中几乎没有反物质，因为宇宙形成时大量的反电子转化为夸克并与反夸克碰撞。但是，完全由反物质构成的镜像宇宙是可能的。对于反物质的其他应用，我有一些猜测：比如人工使用的话，可以通过消光获得大量的纯能量来制造特定的物质或粒子(比如制造一批电子)；开发未来微型虫洞的能源；高效洗消剂；精细的雕刻技术等。

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