他在星河等我 拓展資料--人類如何制造出反物質?

在物質的原子內部——構成一切的物質——是圍繞中心核旋轉的電子。氫原子是最簡單的元素，由一個電子和一個質子構成的原子核組成。電子帶負電荷，而質子帶正電荷。相反的電荷相互吸引，使原子保持在一起。

反氫原子是一樣的，但是電荷是相反的。中心帶負電荷的“反質子”抓住帶正電荷的“反電子”，也被稱為“正電子”。正極和負極的吸引力是一樣的，所以把原子變成分子的電磁力，也應該適用于反原子。

當一個粒子遇到它的反粒子孿生兄弟時，它們會在一瞬間相互湮滅。這種毀滅不只是科幻里的情節。有些放射性物質會自然地釋放正電子。事實上，正電子湮滅已經在醫學診斷中使用了幾十年，其形式是在醫院中發現的pet(正電子發射斷層掃描)掃描儀。№ⅰ№ⅰ

但是，當物理定律暗示大爆炸的能量應該同樣凝結成物質和反物質時，為什么宇宙中有物質，而不是什么都沒有呢？他們本應該互相消滅的。

但是這個理論正確嗎？它在20世紀90年代通過在粒子加速器中湮滅電子和正電子進行了測試。它們以接近光速的速度加速，迎頭相撞。由此產生的能量閃光，在一個比單個原子核還小的區域內，類似于宇宙誕生后不久的情況。

通過記錄這些“小爆炸”的結果，實驗證實了能量可以轉變為平衡粒子和反粒子。它強化了物質和反物質在完美平衡中出現的觀點。那么缺失的反物質在哪里呢？

解決這個謎題需要研究反物質原子。如果正電子恰好被反質子的電場捕獲，就會有一個反氫原子。它沒有凈電荷，但它會對磁場做出反應。但是你如何保存一種物質，它能破壞它接觸到的任何東西呢？№ⅰ№ⅰ

首先，你需要一個非常好的真空環境，這樣反物質就不會無意中撞到空氣中的游離原子。然后你需要讓它遠離你的容器，因為這些也是由物質構成的。解決方案是一個“磁瓶”，利用電場和磁場來囚禁反物質。

然而，要研究反氫原子，你首先需要制造和儲存大量的原子。目前的挑戰是讓正電子和反質子足夠靠近，使它們的電吸引力有機會捕獲它們，在它們被普通物質湮滅之前形成一個反氫原子。

這已經在歐洲核子研究中心(cern)完成了，通過在一臺名為ad(反質子減速器)的機器中減慢反質子的速度。然后電磁力和正電子把它們聚集在一起。自2009年以來，阿爾法已經有幾百次將原子捕獲在磁瓶中。

2011年，歐洲核子研究中心(cern)的阿爾法實驗成功地制造出了反氫原子(相當于氫的反物質)，并將其儲存了近17分鐘。第二年，科學家們改變了反原子的磁場方向，用微波照射它們。這表明，更詳細地測量它們的性質是可能的。№ⅰ№ⅰ

2014年1月，歐洲核子研究中心(cern)的科學家創造了一束反氫原子，并在光束中發現了80個反物質原子。這離揭開反物質之謎又近了一步，因為要收集足夠的數據來回答重大問題，需要大量的反氫原子。

科學家們將要研究的是原子光譜——一種類似條形碼的彩色線條圖案。反氫原子中正電子的行為被預測與氫原子中的電子完全相同，因此它們的原子“條形碼”應該是相同的。

如果它們的原子“條形碼”有任何不同，我們就會發現物質和反物質之間的區別，盡管科學家們還得弄清楚這意味著什么。當它們出現時，我們可能更接近于解開失蹤的反物質之謎，以及為什么有東西而不是什么都沒有的問題。

到目前為止，歐洲核子研究中心的科學家已經成功地儲存了幾百個反物質原子。如果他們能做得更多，可能性是深遠的。僅僅一克反物質就可以用來驅動宇宙飛船飛向火星，或者制造出一顆相當于廣島原子彈的炸彈。

然而，科學可能會阻止這種應用。用目前的技術，生產一克需要100億年的時間，10億個瓶子來儲存它，至少需要你回收的能量。或許，如果安全儲存少量反物質，世界會變得更好。

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