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        我國科學(xué)家利用超強超短激光成功獲得“反物質(zhì)”

        2016-03-14 13:21:51
        甘肅科技縱橫 2016年4期
        關(guān)鍵詞:光機所正電子反物質(zhì)

        我國科學(xué)家利用超強超短激光成功獲得“反物質(zhì)”

        中國科學(xué)院上海光機所強場激光物理國家重點實驗室近日利用超強超短激光,成功產(chǎn)生反物質(zhì)——超快正電子源,這一發(fā)現(xiàn)將在材料的無損探測、激光驅(qū)動正負電子對撞機、癌癥診斷等領(lǐng)域具有重大應(yīng)用。相關(guān)研究成果已于近日發(fā)表在《等離子體物理》雜志上。

        每一種粒子都有一個與之相對的“反粒子”。1932年,由美國物理學(xué)家卡爾·安德森在實驗中證實了電子的反粒子,即正電子的存在。1936年,安德森因發(fā)現(xiàn)正電子而獲得該年度的諾貝爾物理獎。反物質(zhì)研究在高能物理、宇宙演化等方面具有重要意義,同時也具有重要應(yīng)用,比如,正電子斷層掃描成像在癌癥診斷等方面已廣泛應(yīng)用。

        長期以來,科學(xué)家們一直在探索“利用激光產(chǎn)生反物質(zhì)”的有效方法,為了獲得反物質(zhì)——超快正電子源,上海光機所經(jīng)歷了長達15年的持續(xù)研究。

        強場激光物理國家重點實驗室研究員沈百飛介紹,此次反物質(zhì)的獲得經(jīng)歷了一個相對復(fù)雜的過程和優(yōu)化:首先將飛秒拍瓦激光裝置與高壓氣體靶進行相互作用,產(chǎn)生大量高能電子;高能電子再和高原子序數(shù)材料靶(如銅、金)相互作用,產(chǎn)生高強度伽馬射線;伽馬射線再和高原子序數(shù)原子核作用產(chǎn)生正負電子對。經(jīng)過特殊設(shè)計的正電子譜儀,成功解決了伽馬射線帶來的噪聲問題,利用正負電子在磁場中的不同偏轉(zhuǎn)特性,最終成功觀測到了正電子。

        據(jù)了解,獲得反物質(zhì)超快正電子源將對激光驅(qū)動正負電子對撞機等具有重要意義。未來,在高能物理、材料無損探測、癌癥診斷領(lǐng)域有應(yīng)用前景,由于其脈寬只有飛秒量級,可使探測的時間分辨大大提高,進而研究物質(zhì)性質(zhì)的超快演化。

        (來源:中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部http://www.most.gov.cn2016-3-15)

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