第一次，中国科学家造出了神秘的「反物质」
“反物质”不再遥不可及：国内首次利用超强超短激光产生反物质
出品：科普中国
制作：中国科学院上海应用物理研究所 幻彩宝宝科普创新公社
监制：中国科学院计算机网络信息中心
2016 年 3 月 10 日，中国科学院上海光机所强场激光物理重点实验室宣布其利用超强超短激光成功产生了反物质&&超快正电子源，这也是我国科学家首次利用激光成功产生反物质，这一发现将在材料的无损探测、激光驱动正负电子对撞机、癌症诊断等领域具有重大应用。
这一重要发现再次引起各界对于&反物质&的关注，而这一经常出现在科幻电影中的名词其实并没有那么神秘和遥远，我国科学家近年来在反物质领域也取得了许多突破性进展。
国内首次！我国科学家成功利用激光产生反物质
上海光机所强场激光物理重点实验室利用飞秒拍瓦激光装置和高压气体靶相互作用，产生大量高能电子，高能电子和重核材料靶相互作用，由韧制辐射机制产生高强度伽马射线，伽马射线再和重核作用产生正负电子对。正电子谱仪经过精心设计，成功解决了伽马射线带来的噪声问题，利用正负电子在磁场中的不同偏转特性，实验中在单发条件下就成功观测到了正电子。这也是我国首次利用激光产生反物质。
上海光机所早在 2001 年就开始超强超短产生正负电子对的理论研究，提出利用强激光和纳米薄膜靶相互作用产生正负电子对。该工作在国际上得到了广泛关注，超强超短激光产生的超快正电子源，获得反物质超快正电子源将对激光驱动正负电子对撞机等具有重要意义。未来，在高能物理、材料无损探测、癌症诊断领域都有广泛的应用前景。
图 2 超强超短激光产生正电子示意图
揭秘反物质的&前世今生&
我国科学家首次成功获得反物质引起了科学界的巨大反响，那么究竟何为反物质？反物质的发现经历了怎样的历程？科学界普遍认为，宇宙起源于大爆炸，之后逐渐演化、发展、膨胀，直至今天的物质世界。科学家们认为在大爆炸的初期，物质与反物质几乎是对称存在的。但是，为什么自然界中充满肉眼可见的普通正物质，但却看不到反物质呢？反物质是否存在？存在的形式又是怎样？这也是现代物理学研究的基本问题之一。
图 3 反物质示意图
反物质的概念由英国物理学家狄拉克于 1931 年因为狄拉克方程负能解问题而首次提出。1932 年安德森在宇宙射线中发现正电子；1955 年塞格雷和张伯伦通过伯克利的同步稳相加速器把质子加速后打到铜靶上而发现了反质子；1956 年考克等人利用反质子轰击质子，在湮没过程中观察到了中子和反中子，其他的反粒子也在随后的科学实验中被逐渐发现，众多的诺贝尔奖工作成果让反物质的概念开始深入人心。
简言之，物质和反物质是对称的，其所有的性质或是相同或是相反。在这个逻辑下，如果用反质子和反中子代替原子核中的质子和中子的话，就得到一个反原子核。如果再配以正电子，就形成反原子，例如欧洲核子中心科学家实现的实验室捕捉反氢原子技术。再用反原子组成反分子，构成反物质。
国际首次：我国科学家发现反超氚核和反氦 4
其实早在上海光机所成功获得反物质之前，国内在反物质领域的研究就已经取得了国际性的进展，中国科学院上海应用物理研究所马余刚等，就曾连续取得两项国际首次，即首次发现超氚核和反氦 4，是迄今为止科学家发现的第一个反超核粒子和最重的反物质核。
2010 年，国际螺旋管径迹探测器（STAR）协作组为探寻宇宙起源的早期物质状态，在美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机（RHIC）上开展了实验研究。中国科学院上海应用物理研究所陈金辉、马余刚等与 STAR 协作组其他中外科学家合作，他们通过反氦３和&介子衰变道的不变质量谱重构，首次探测到第一个反超核粒子&&&反超氚核。这是迄今为止科学家们发现的第一个含有反奇异夸克的反物质原子核，它可能大量存在于宇宙的婴儿期。相关研究结果发表在 2010 年４月２日《Science》上。
图 4 从末端(左图 A)和侧面(右图 B)看到的反超氚核事件在时间投影室中的飞行轨迹。图中径迹实线部分为时间投影室记录到的部分, 虚线段为延伸到碰撞顶点部分
2011 年，STAR 实验组在寻找到质量数等于 3 的反超氚核的基础上，通过其主探测器中的时间投影室(TPC)和中国 STAR 合作组研制的桶形飞行时间探测器(ToF)，在采集到的接近 10 亿次金&金核对撞产生的约 5 千亿个带电粒子里找到了 18 个反氦 4 原子核。反氦 4 可能是未来很长一段时间内人类所能探测到的最重的反物质原子核，因为下一个更重的稳定反物质原子核产生的可能性是反氦 4 的百万分之一。其中起到关键性作用的 ToF 探测系统是由中美 STAR 合作组合作完成的， 探测器硬件和相应的物理部分是由 STAR 中国组研制完成的。马余刚及其领导的课题组与美国布鲁克海文国家实验室研究员唐爱洪等为主合作完成了这一重要发现。相关论文于 2011 年 5 月 19 日发表在《Nature》周刊上。
图 5 STAR 探测器结构示意图
从定性到定量：反物质相互作用的首次测量
目前为?，科学家们已经探测到了多种粒?对应的反粒子，即做了许多定性的观测，然?对反物质的定量研究却很少。以上海应物所研究?员为主的团队利用金核 - 金核碰撞中产?的丰富的反质子，测量了反质子 - 反质子动量关联函数，并?次定量地提取反质子 - 反质?相互作用参数。在实验精度内，反质?- 反质子的散射长度和有效力程与质子－质子的是相等的，也就是说反物质间的相互作?与正物质并没有差别。在此次反物质间作用力的首次测量过程中，马余刚及其领导的课题组与美国布鲁克海文国家实验室研究员唐爱洪等合作， 从 2012 年初提出研究思路到历时 3 年多进行艰难的数据分析，为最终反物质间相互作用力的测量做出了关键性贡献。相关论文于 2015 年 11 月 19 日发表在《Nature》周刊上。
反物质究竟能给人类带来什么改变？
反物质从概念提出到目前取得的系列进展，显示了这个领域巨大的潜力。但是将反物质应用到人类生活的想法，现在还停留在科幻小说阶段。
但是以现有的发展速度，我们不难想象，利用反物质与普通物质湮没时能释放出的巨大能量，可以完美解决宇宙飞船的燃料问题，包括美国宇航局在内的一些专家已经在从事这方面的前沿研究，但目前进展非常缓慢。主要原因在两方面，其一是我们去哪里找反物质？既然宇宙中找不到反物质，人类只能自己去制造它。借助于传统加速器技术来产生反物质是一个普遍认可的方法，但是它的效率非常低，造价极其昂贵。其二是反物质的储存问题，即使到遥远的将来，人类可以理想的制造出反物质，怎么安全储存它将会是摆在科学家面前的另一个关键问题。但是当前反超氚核、反氦 4 的发现和反质子相互作用测量及其后续研究，无疑为反物质应用提供宝贵的信息。
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客官，这篇文章有意思吗？关于反物质的一些问题理论上讲,任何物质都有其反物质.比如正电子,它只要碰到电子就会湮灭,释放2个伽马光子.那么如何贮存反物质呢?几乎所有原子都是带电子的啊,即使是真空室,也需要容器吧~即使正电子成功与燃料电子相互湮灭,那产生的那么多能量是以什么形式存在的呢?反物质燃料飞船怎么将其转化成动能?还有,假如正电子与某带有电子的原子相遇,它只会湮灭电子,那最后剩下的就是质子和中子吗?原子会以其离子形态存在,还是会转化成其他原子?最后,反物质与物质不都是1:1湮灭的吗?为什么有人说“几毫克反物质就可以毁灭整个地球“?
泪湿缘分sm
记住两点：1.反物质是带电的.2.电荷的运动会产生磁场.所以可以使用磁场和真空环境困住反物质,简单的办法是先让反物质加速,然后用磁场约束,而且是环形的.你想想北京正负电子对撞机中自由电子的存储方法,就是那样.正电子和电子湮灭产生的是两个伽马光子（即伽马射线）,各个光子的能量为511KeV.质子会发生衰变,释放一个中子、一个正电子和一个中微子.中子也会发生衰变,释放一个质子、一个电子和一个反中微子.电子和质子中和的结果就是产生一个中子,还要释放光子.以E=MC2来计算,几毫克的反物质湮灭释放的能量比世界上最大的氢弹释放的能量还要多的多!
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前面那些问题我不是很清楚……反物质相撞产生的是纯能量（100%）所以几克反物质就能抵得上一个原子弹的爆炸威力，不足以毁灭地球，它的能量性质与爆炸是一样的，不是具体的动能或热能（以上是我的见解）我会再查查
关于反物质,如果你关心的话,去年《军事世界画刊》有一期就是将反物质的,说得很详细的,有兴趣你可以去看看,另外电影《天使与魔鬼》最后直升机爆炸的场面或许可以解释你最后那个问题,那部电影就是讲一些关于反物质的,你也可以参考下
光子是特例，反光子是它本身。现阶段只能存储带电反粒子，在真空中用磁场禁锢。反中子一类不带电的目前无法保存光辐射（光子及中微子）不一定，但湮灭能会使多数剩余粒子变化指能量足够大
扫描下载二维码近来科学家发现了反粒子,带负电的核,带正电的电子,而且会转化为光子,请问,反物质存在吗?为什么以前没有发现,难道是这种粒子是才出现的还是以前就有在接近地球?
反物质是存在的,但只能是在核反应过程中出现.在自然环境中不存在（因为它们存在的时间太短了）.
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科学家都说存在了还能不存在啊~他们主要是用大型强子对撞机模拟BIG BANG时的情景~
我跟你说物质这个概念是范围大的，科学家们还没证明所有物质有反物质，科学家们只找到了粒子范围的 正电子，负质子，所不能说那样。
存在啊，那是一定存在的啊。这种粒子需要模拟宇宙大爆炸初期的状态才可被发现，以前根本就没这科技，现在有了，才发现了。
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本帖最后由 miui 于
19:07 编辑
2011年的消息
中国科学院上海光学精密机械研究所日前宣布，他们在一台不到十平方米的光学平台上，在一千万亿分之三十五秒(三十五飞秒)的超短瞬间，获得十五乘十(十二次方)瓦(十五太瓦)强度的电力，该强度相当于全世界所有电网功率总量的数倍。
& && &中科院院士、上海光机所所长徐至展表示，超强超短激光系统是当今最新科学技术前沿之一，它以小型化、台式化和高重复频率为特征，为未来物理学的重大突破提供崭新的实验手段。
& && &另据了解，自然界中类似的极端物理条件，只有在核爆中心、恒星内部以及黑洞边缘才能找到。在实验室中用人工手段获得这种条件，意味着人类在激光研究领域将进入一个前所未有的超强超快的境界。
& && &上海光机所曾经在上世纪八十年代开发建成著名的“神光”装置，是传统大型强激光和激光核聚变驱动技术的代表。自一九九六年起，这个研究所强光光学开放实验室在超强超短激光研究方面不断取得进展，时间尺度从四十六飞秒缩短到三十五飞秒，输出强度从二占八太瓦上升到十五太瓦。
& && &目前这个研究所已经成为世界上少数几个拥有国际一流水平同类装置的基地之一，并承担国家九百七十三项目“超强超短激光科学中的若干重要前沿问题”。
& && &超强超短激光研究具有重大的科研和实用前景。徐至展院士说，一方面科学家可以在这种全新状态下，研究各种物质的行为及未知现象、未知规律；另一方面，这将直接推动中国激光科学于生命科学、材料学、信息科学等前沿学科的交叉发展。
& && &他举例说，通过这种激光系统及由此发展出来的新技术，科学家能够捕捉到单个癌细胞的演变瞬间，并定格成像；在不久的将来，在人的细胞核上打个小洞并进行手术也将成为现实。
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future220 发表于
这个诺贝尔奖可以拿了吧
放心吧。肯定不会给咱们的，会以人太多为借口
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RE: 中国科学家利用超强超短激光成功获得“反物质”！！！
随着中国制造出反物质&&说明又一门低技术的成熟应用& & 广大发展中国家即将掀起生产反物质的高潮
这个场景，太可怕了，小心地球bao了！！！
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RE: 新华社:中国科学家利用超强超短激光成功获得“反物质”！！！
具体有什么用呢，军事上用在哪一方面呢？
人畜无害小白鼠
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