2016年3月10日，中國科學(xué)院上海光機(jī)所強(qiáng)場激光物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室宣布其利用超強(qiáng)超短激光成功產(chǎn)生了反物質(zhì)——超快正電子源，這也是我國科學(xué)家首次利用激光成功產(chǎn)生反物質(zhì)，這一發(fā)現(xiàn)將在材料的無損探測、激光驅(qū)動正負(fù)電子對撞機(jī)、癌癥診斷等領(lǐng)域具有重大應(yīng)用。

這一重要發(fā)現(xiàn)再次引起各界對于“反物質(zhì)”的關(guān)注，而這一經(jīng)常出現(xiàn)在科幻電影中的名詞其實(shí)并沒有那么神秘和遙遠(yuǎn)，我國科學(xué)家近年來在反物質(zhì)領(lǐng)域也取得了許多突破性進(jìn)展。

上海光機(jī)所強(qiáng)場激光物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室利用飛秒拍瓦激光裝置和高壓氣體靶相互作用，產(chǎn)生大量高能電子，高能電子和重核材料靶相互作用，由韌制輻射機(jī)制產(chǎn)生高強(qiáng)度伽馬射線，伽馬射線再和重核作用產(chǎn)生正負(fù)電子對。正電子譜儀經(jīng)過精心設(shè)計，成功解決了伽馬射線帶來的噪聲問題，利用正負(fù)電子在磁場中的不同偏轉(zhuǎn)特性，實(shí)驗(yàn)中在單發(fā)條件下就成功觀測到了正電子。這也是我國首次利用激光產(chǎn)生反物質(zhì)。上海光機(jī)所早在2001年就開始超強(qiáng)超短產(chǎn)生正負(fù)電子對的理論研究，提出利用強(qiáng)激光和納米薄膜靶相互作用產(chǎn)生正負(fù)電子對。該工作在國際上得到了廣泛關(guān)注，獲得反物質(zhì)超快正電子源將對激光驅(qū)動正負(fù)電子對撞機(jī)等具有重要意義。

我國科學(xué)家首次成功獲得反物質(zhì)引起了科學(xué)界的巨大反響，那么究竟何為反物質(zhì)？反物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了怎樣的歷程？科學(xué)界普遍認(rèn)為，宇宙起源于大爆炸，之后逐漸演化、發(fā)展、膨脹，直至今天的物質(zhì)世界?？茖W(xué)家們認(rèn)為在大爆炸的初期，物質(zhì)與反物質(zhì)幾乎是對稱存在的。但是，為什么自然界中充滿肉眼可見的普通正物質(zhì)，但卻看不到反物質(zhì)呢？反物質(zhì)是否存在？存在的形式又是怎樣？這也是現(xiàn)代物理學(xué)研究的基本問題之一。

反物質(zhì)的概念由英國物理學(xué)家狄拉克于1931年因?yàn)榈依朔匠特?fù)能解問題而首次提出。1932年安德森在宇宙射線中發(fā)現(xiàn)正電子；1955年塞格雷和張伯倫通過伯克利的同步穩(wěn)相加速器把質(zhì)子加速后打到銅靶上而發(fā)現(xiàn)了反質(zhì)子；1956年考克等人利用反質(zhì)子轟擊質(zhì)子，在湮沒過程中觀察到了中子和反中子，其他的反粒子也在隨后的科學(xué)實(shí)驗(yàn)中被逐漸發(fā)現(xiàn)，眾多的諾貝爾獎工作成果讓反物質(zhì)的概念開始深入人心。簡言之，物質(zhì)和反物質(zhì)是對稱的，其所有的性質(zhì)或是相同或是相反。在這個邏輯下，如果用反質(zhì)子和反中子代替原子核中的質(zhì)子和中子的話，就得到一個反原子核。如果再配以正電子，就形成反原子，例如歐洲核子中心科學(xué)家實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)室捕捉反氫原子技術(shù)。再用反原子組成反分子，從而構(gòu)成反物質(zhì)。