物理学家造出桌面级别反物质“枪”

来源：科技日报 2013年06月28日

   科技日报讯 （记者常丽君）据物理学家组织网6月26日（北京时间）报道，一个由美国密歇根大学、英国贝尔法斯特女王大学等机构研究人员组成的国际小组，最近成功地造出了一种桌面级别的反物质“枪”，能喷出短促的正电子脉冲。发表在《物理评论快报》上的相关论文，描述了怎样制造这种“枪”，有何功能以及可能的用途。

    正电子与电子相反。它除了能在实验室创造出来，还存在于黑洞和脉冲星发出的喷流中。迄今为止，要产生研究用的正电子，所用设备都是很大且昂贵的机器，如欧洲粒子物理研究所（CERN）的粒子加速器，美国劳伦斯·利物浦国家实验室的设备，通过向一个微小的金盘发射能量极高的激光来产生正电子。其他最新成果还有得克萨斯大学造出的一台桌面级别的加速器，新研究就是以此为基础。

    研究小组造出的设备不超过1米长，能产生短促的电子和正电子脉冲，而黑洞和脉冲星发出的喷射和该研究报道的脉冲非常相似。为了产生正电子，他们向氦气样本中发射一束激光，这样会产生一束高速电子流。那些电子在一片极薄金属箔的引导下，撞进单个的金属原子中，而这种撞击会导致一束电子和正电子流被发射出来，这两种电子可以通过磁场分离开来。

    据报告，这种正电子枪每次“开火”持续时间仅30飞秒（1秒=1015飞秒），但每次产生的正电子达到每立方厘米1015个，这一密度水平能跟CERN生成的正电子密度相媲美。

    研究人员提议，他们的设备可用来模拟黑洞或脉冲星发出的喷流，有望为相关问题提供一些解答，如喷流中各种粒子的比例，它们携带的能量，喷流发出后粒子与环境相互作用方式等。

    总编辑圈点

    反物质，正常物质的反状态，正反物质会相互湮灭，没有辐射却释放远超核能的巨大能量，不光有助我们了解宇宙起源和性质，更被看做最理想的清洁能源，甚至星际航行的超级燃料。然而，如何制造数量足够多、保存时间足够长的反物质一直困扰着我们，当前大型强子对撞机要一千年才能够对撞出一微克反物质。因此，反物质“枪”的出现意味着正电子或者说反物质制造设备的小型化，以及制造效率的大幅提高。