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中外科学家首次测量到反质子间相互作用力

时间:2015-11-06 10:17来源:新华社 作者:王琳琳、刘燕秋
     新华社上海11月6日电(王琳琳、刘燕秋)由中科院上海应用物理研究所研究员马余刚与美国布鲁克海文实验室研究员唐爱洪领衔的国际合作组,5日在世界顶级科学杂志《自然》上公布:反质子之间的相互作用力已首次被人类测量到。原来,它们之间的相互作用在很高精度上都与正质子相同。这一发现对人类理解反物质的形成机制具有至关重要的作用。 

  在美国布鲁克海文实验室相对论重离子对撞机上,科学家们让两个接近光速的金原子核进行对撞,从而模拟出上万亿度高温中、万亿分之一秒瞬间内宇宙大爆炸时的物质形态,产生了基本等量的质子与反质子,为研究反物质间的相互作用力提供了良机。而后,在中外科学家的指导下,上海应用物理所博士研究生张正桥对数据进行了细致而艰难的分析,结合量子多粒子关联理论,提取出两个重要测量参数:反质子—反质子相互作用力的“有效力程”和“散射长度”,最终实现对反质子间相互作用力的测量。 

  物理学界认为,在宇宙大爆炸初期,正物质与反物质几乎是对称产生的。但奇怪的是,在宇宙世界中,人类观测到的几乎都是正物质,反物质极其稀少。这种“对称性缺失”至今仍是个谜。此前,人类对反物质的研究长期处于纯理论阶段,为深入探究反物质,来自12个国家的52家科研单位组建了国际合作组,于是便有了这一物理学新发现。 

  《自然》杂志审稿人评价:“这是第一个反质子-反质子作用的直接测量。文章宣布了一个重要发现:反质子作用在很高的精度上与质子作用等同。这个测量是对反物质作用力的重要原创性贡献。”“这篇文章很有可能是本年度物理学中最重要的五篇论文之一。” 

  马余刚介绍,正物质与反物质在相遇后会“湮灭”,即两者都不复存在,在这个过程中会释放出巨大的能量。如果人类能对这种能量予以控制,就能制造出推进力更强、重量更轻的航天发动机。未来,反物质在能源、武器装备等多个领域都有巨大应用前景。
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(责任编辑:乔星辰)
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