上海光機所成功研究出反物質(zhì)

我國科學(xué)家利用超強超短激光，成功地獲得反物質(zhì)——超快正電子源。

據了解，近日中國科學(xué)家利用超強超短激光成功獲得反物質(zhì)——超快正電子源。此重大發(fā)現成果由中國科學(xué)院上海光機所的強場(chǎng)激光物理國家重點(diǎn)實(shí)驗室產(chǎn)生，此發(fā)現成果對現代物理有重大意義，特別是對激光驅動(dòng)正負電子對撞機、材料的無(wú)損探測、癌癥診斷等領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。著(zhù)名雜志《等離子體物理》上已經(jīng)有相關(guān)研究成果的文章發(fā)表。

科學(xué)家研究表明：每一種粒子都有一個(gè)與之相對的“反粒子”。其中有一位美國的物理學(xué)家在此方面取得重大研究成就，他就是卡爾·安德森。在 1932 年，他通過(guò)實(shí)驗研究出正電子的存在。在 1936 年，他獲得諾貝爾物理獎，而此獎的獲得正是因為他發(fā)現了正電子。每一種新發(fā)現都將對社會(huì )產(chǎn)生深遠影響，反物質(zhì)也不例外，它尤其在高能物理和宇宙演化等方面應用廣泛，目前，在癌癥診斷方面已經(jīng)把正電子斷層掃描成像技術(shù)加以應用。

反物質(zhì)的獲得是一個(gè)非常復雜的過(guò)程，要經(jīng)過(guò)一系列優(yōu)化：首先將飛秒拍瓦激光裝置與高壓氣體靶進(jìn)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材料靶（如銅、金）相互作用，產(chǎn)生高強度伽馬射線(xiàn)；伽馬射線(xiàn)再和高原子序數原子核作用產(chǎn)生正負電子對。對此，很多科學(xué)家們都在致力于“利用激光產(chǎn)生反物質(zhì)”的探索研究。上海光機所傾注了長(cháng)達15年的心血在此方向上，最終獲得反物質(zhì)——超快正電子源。

據中國科學(xué)院上海光機所強場(chǎng)激光物理國家重點(diǎn)實(shí)驗室研究員沈百飛透露，獲得反物質(zhì)最關(guān)鍵的角色是“正電子譜儀”。它經(jīng)過(guò)特殊的設計之后能成功解決伽馬射線(xiàn)帶來(lái)的噪聲問(wèn)題，并且利用正負電子在磁場(chǎng)中的不同偏轉特性，最終才能成功獲得正電子。

有關(guān)研究表示，超快正電子源將對激光驅動(dòng)正負電子對撞機等產(chǎn)生重要影響。在不久的將來(lái)反物質(zhì)將在材料無(wú)損探測、高能物理、癌癥診斷領(lǐng)域有良好的發(fā)展空間，因其具有飛秒量級的脈寬，使探測的時(shí)間分辨有顯著(zhù)的提高，從而達到研究物質(zhì)性質(zhì)超快演化的目的。

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