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研究歷史
編輯
自然界紛呈多樣的宏觀物體還原到微觀本源，它們都是由質子、中子和電子所構成的。這些粒子因而被稱為基本粒子，意指它們是構造世上萬物的基本磚塊，事實上基本粒子世界并沒有這么簡單。在30年代初，就有人發(fā)現(xiàn)了帶正電的電子（電子（Electron）是一種帶有負電的亞原子粒子），這是人們認識反物質的*步。到了50年代，隨著反質子和反中子的發(fā)現(xiàn)，人們開始明確地意識到，任何基本粒子都在自然界中有相應的反粒子存在。
反物質是正常物質的反狀態(tài)。當正反物質相遇時，雙方就會相互湮滅抵消，發(fā)生爆炸并產(chǎn)生巨大能量。能量釋放率要遠高于爆炸。 在丹·布朗的小說《天使與魔鬼》里，企圖從歐洲核子中心盜取0.25克反物質，進而欲炸毀整座梵蒂岡城（后于高空爆炸）。
但至于網(wǎng)上流傳的五千萬分之一克摧毀大型設施，以及幾克反物質摧毀地球純屬謠言，只是網(wǎng)絡新聞為了增加關注度而編造出來的假消息。五千萬分之一克反物質與正物質湮滅在物理學中能夠釋放3.6×106焦耳的能量，但不可能摧毀大型設施。而1克反物質（按1克反物質與1克正物質湮滅計算）湮滅釋放出1.8×1014焦耳的能量，不可能毀滅地球。其遵守愛因斯坦的質能關系式E=mc2。其中E為湮滅產(chǎn)生能量，m為參與的正物質和反物質湮滅前總靜止質量，c為光速≈3x108米/秒。
反物質概念是英國物理學家保羅·狄拉克早提出的。他在1928年預言，每一種粒子都應該有一個與之相對的反粒子，例如反電子，其質量與電子*相同，而攜帶的電荷正好相反（A）。 且反電子的自旋量子數(shù)是-1/2而不是正1/2。
歐洲*的伽馬射線天文觀測臺，證實了宇宙間反物質的存在。他們對宇宙*的一個區(qū)域進行了認真的觀測分析。發(fā)現(xiàn)這個區(qū)域聚集著大量的反物質。此外，伽馬射線天文觀測臺還證明，這些反物質來源很多，它不是聚集在某個確定的點周圍，而是廣布于宇宙空間。
尋找過程
1995年歐洲核子研究中心的科學家在實驗室中制造出了世界上*批反物質——反氫原子。1996年，美國的費米國立加速器實驗室成功制造出7個反氫原子。
1997年4月，美國天文學家宣布他們利用伽馬射線探測衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)，在銀河系上方約3500光年處有一個不斷噴射反物質的反物質源，它噴射出的反物質形成了一個高達2940光年的“反物質噴泉”。由于我國參與了這項研究，因此新聞媒體曾熱心地宣傳過它。美國*華裔科學家丁肇中也正致力于此。
1998年6月2日，美國發(fā)現(xiàn)號航天飛機攜帶阿爾法磁譜儀發(fā)射升空。阿爾法磁譜儀是專門設計用來尋找宇宙中的反物質的儀器。然而這次飛行并沒有發(fā)現(xiàn)反物質，但采集了大量富有價值的數(shù)據(jù)。
2000年9月18日，歐洲核子研究中心宣布他們已經(jīng)成功制造出約5萬個低能狀態(tài)的反氫原子，這是人類*在實驗室條件下制造出大批量的反物質。
如果相信宇宙中有等量的物質和反物質，那么在三千萬光年之外應有大范圍的反星系區(qū)存在。在那里，原始的宇宙射線應是由反質子和反α粒子組成的。那里的部分宇宙射線粒子會飛進我們這個由正物質構成的區(qū)域。由于星系際大部分地方很空曠，氣體的密度約只有每立方米一個質子的質量。因此反原子核可自由地飛行很長的距離。這樣，放置在地球大氣層之外的磁譜儀就能接收到它。這就是阿爾法磁譜儀計劃的基本想法。
上面已提到，實際測到的并不只是原始的射線粒子，它也包含由中途碰撞產(chǎn)生的次級粒子。因此當我們從宇宙射線中發(fā)現(xiàn)了反質子，它并不說明遠處一定有反物質天體區(qū)存在。這些反質子*可能是次級產(chǎn)生的。反原子核就不一樣。它是由若干個反核子結合而成的復合體，所以不可能是碰撞產(chǎn)生的次級粒子。因此，如果能從宇宙射線中觀測到那怕只有一個反 α 粒子，它將是有力的證據(jù)，表明遠處有反物質天體存在。阿爾法磁譜儀能同時準確地測定飛入儀器的粒子的質量和電荷。當太空中有反 α 粒子飛入磁譜儀，它是容易被分辨出來的。這正是設計者所期望的事。阿爾法磁譜儀于2011年升空，它接收到的信息正在陸續(xù)送回，其結果無疑非常令人關注。
若阿爾法磁譜儀的觀測證實了遠處有巨大的反物質區(qū)存在，那它肯定是一個里程碑式的成果。它的意義遠不僅是證實了宇宙中有反物質天體，更重要的是它對物理學提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。在早期宇宙中，正反粒子必是混合的。按現(xiàn)有的物理理論，沒有一種己知的作用力能使它們發(fā)生大范圍的分離。因此，如果觀測證實遠處確有已被分離出去的大量反物質，物理學將需要突破性的變化。
宇宙中果真存在神秘的反物質，它們在哪里？記者昨天從中科院高能物理所了解到，為解開這個世紀之謎，中國和意大利在西藏海拔4300米的羊八井地區(qū)，將建成世界上*個1萬平方米“地毯”式粒子探測陣列實驗站，用以接收來自宇宙的高能射線和反物質粒子。
據(jù)高能物理所天體宇宙實驗室研究員盧紅博士介紹，宇宙高能射線是人類能獲得的惟一來自太陽系以外的物質樣本。*以來，它一直是科學家探索宇宙奧秘的研究對象。自從宇宙大爆炸理論出現(xiàn)后，科學家又一直致力于從宇宙射線中找到猜想中的神秘的反物質。但迄今為止，科學家們都未能找到反物質的蹤跡。
據(jù)了解，中國和意大利科學家已在羊八井地區(qū)設置了分散的外觀如蜂箱的粒子探測器，開展了宇宙射線的研究先后接收到了正電子、μ子、л介子等高能粒子。而改建新的“地毯”式探測陣列，除了面積更大，還由于它是由玻璃板一樣的方形平板組成，可以像鋪地毯一樣拼接而幾乎沒有縫隙，彌補了過去間距過大，丟失信息的缺點。
容納粒子探測陳列的一萬平方米的實驗廳已于6月完工。中意兩國科學家正在鋪設“地毯”，鋪設和調試工作大約需要兩年時間。據(jù)悉，此項世界上海拔的科學工程，已得到中意兩國政府的約8000萬元人民幣的支持。
