反氢原子 百科内容来自于: 百度百科

反氢原子的原子核内有一个带有负电的质子,核外有一个带正电的电子。这两种与通常情况下电性相反的粒子互为反粒子。物质和反物质相遇后会湮灭,释放出大量能量;反氢原子与氢原子撞击后会产生激光。

首次俘获

2010年11月17日,欧洲核子研究中心的科学家们通过大型强子对撞机,已经俘获了少量的反氢原子,这被视为人类研究反物质过程中的一次重大突破。

研究历史

早在1995年,欧洲核子研究中心就首次制造出了9个反氢原子。但反氢原子只要与周围环境中的正氢原子相遇就会湮灭,因此实验室中造出来的反氢原子稍纵即逝,科学家们根本无从研究它的真面目。2002年,欧洲核子研究中心的实验进一步表明,反氢原子可以大量制造,但如何让它们存在时间长一点仍是难题。
因此,这次实验成果的突破就在于,人工制造的38个反氢原子存在了大约0.17秒。这个时间在普通人看来也许非常短,但对科学家来说,已比先前有了实质性的延长,足够他们进行较为深入的观察和研究。

捕获方法

欧洲核子研究中心介绍说,之所以能够将反氢原子捕获长达0.17秒,要归功于一种特殊的磁场。 在实验室中,反氢原子是在真空环境里制造出来的,正常情况下瞬间就会与正物质发生湮灭并消失。而这个强大而复杂的磁场会像陷阱一样“拖延时间”,使反氢原子与正物质的接触稍作延缓。
实验显示,利用这种磁场,可以将“牵制”反氢原子的时间延长到十分之一秒的量级,这对于观察研究反氢原子来说已经“足够长”。
最终,欧洲核子研究中心在制造出的数以千计的反氢原子中,成功地使其中的38个存在了大约0.17秒。
近期更是达到了1000秒。实现了一个重大的飞跃。

科研影响

研究反物质,之所以选择氢原子入手,是因为氢原子只包含一个质子和一个电子,是最简单的原子,因此被看做是物理学领域最佳的研究对象。
尽管只在实验室中制造并短暂捕捉到反物质原子,但科学界仍认为这是物理学领域的一次突破,距离反物质的“真相”又“近了一步”。
英国《自然》杂志称,成功“捕捉”反氢原子后,通过比较反物质和正物质,科学家们就可以测试粒子物理学“标准模型”中最核心的基本对称理论。欧洲核子研究中心主任罗尔夫·霍伊尔在2010年11月17日发布的一份新闻公报中说,“这是反物质研究领域的重要的一步。”

湮灭威力

当1克物质和1克它的反物质相撞湮灭时,能放出巨大的能量,科学家按照爱因斯坦提出的质能公式(E=mc^2)进行计算,物质和反物质湮灭时所释放的能量是核裂变能的1000倍。因此,科学家称,反物质运用在军事领域,将是远超过核弹的“末日武器”,只需几克就能摧毁地球
此外,在不少科幻小说中,主人公能在较远的宇宙中旅行,就是因为飞船运用了反物质燃料。举个最简单的例子,如果想把人类送上火星,那需要千万吨以上的化学原料,而如果是以反物质为燃料的话,仅需要几十毫克,同时时间也大为缩短,只需要6周的时间就可以到达。
第四代核武器以及新的核能源,就是利用正反物质粒子的碰撞产生湮灭,生成没有任何污染的第四代核能源。二代和二代以前的核裂变反应,会对环境造成重大的核污染。因此,发展新型核材料的前提是,降低成本,减少污染,保护环境。
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- 来自原声例句
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