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楼主: hkhtg090201
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万有引力对反物质不起作用?《反物质专题(兼ISS-AMS成果)》

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 楼主| hkhtg090201 发表于 2012-6-20 20:16 | 显示全部楼层
  阿尔法磁谱仪为寻找新物质提供前所未有精度
  2012年06月20日   新华网


     新华网日内瓦6月19日电(记者王昭刘洋)“去年5月19日至今,阿尔法磁谱仪已收集到170亿个宇宙射线数据,远超过去100年人类收集到的宇宙射线数据总和。”诺贝尔奖得主、阿尔法磁谱仪项目首席科学家丁肇中教授19日在日内瓦说。
   
    当天,在日内瓦附近的欧洲核子研究中心阿尔法磁谱仪项目办公室,丁肇中告诉新华社记者,未来20年内,在距离地球近400公里的国际空间站上,阿尔法磁谱仪将收集到3000亿个数据,为人类寻找新物质提供前所未有的精度。

2011年5月16日,美国“奋进”号航天飞机耗资5亿美元执行最后一次任务,将太空粒子探测器“阿尔法磁谱仪2”送至国际空间站。

3天后,宇航员操纵机械臂,将7.5吨的阿尔法磁谱仪安装在空间站外部金属托架上。260分钟后,阿尔法磁谱仪收集到的首批数据发回位于日内瓦的控制中心。由此,国际空间站从探索空间技术的平台升级为负有更重要使命的科研平台。

今年76岁的丁肇中教授说,阿尔法磁谱仪项目实际上是一个大型粒子物理实验,首要目的是寻找宇宙中的暗物质及其起源。宇宙中大约90%的物质是暗物质,暗物质碰撞会产生额外的正电子,这些正电子的特征会被阿尔法磁谱仪精确地测量到。

     丁肇中还说,阿尔法磁谱仪能捕捉到远至可见宇宙边缘的信号,它的另一目的是寻找由反物质组成的宇宙。假如宇宙是由大爆炸而来,大爆炸以前是真空,那么大爆炸之后应该有相同数量的物质与反物质。换言之,大爆炸后既然有物质世界存在,就应存在相应的反物质世界。
   
    他解释说,反物质的存在已在加速器上得到证实。科学家面临的问题是:是否存在基本粒子组成的反宇宙?由于物质和反物质在大气中相互湮灭,人们无法在地面上探测到反物质。而宇宙是最广阔的实验室,宇宙中射线能量远高于任何加速器,阿尔法磁谱仪项目是唯一直接在太空中研究这一课题的大型科学实验,用永磁体来测量反物质在磁场中的轨道。

    阿尔法磁谱仪在广阔太空中大显身手,而地面上的物理学家则设计了通过粒子对撞模拟宇宙大爆炸的试验,希望从微观世界揭开宇宙起源的奥秘。欧洲核子研究中心正在通过两个强子对撞实验项目寻找被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子,这种粒子是物理学“标准模型”中唯一一种仍未被确认的。研究人员利用大型强子对撞机对希格斯玻色子的寻找,可能在今年年底得到答案。


 楼主| hkhtg090201 发表于 2013-2-20 21:06 | 显示全部楼层

  阿尔法磁谱仪暗物质粒子信号发现即将宣布!
腾讯科学2013年02月20日07:48
   
[导读]安装于国际空间站上的阿尔法磁谱仪可能探测到暗物质粒子的信号,结果不久将宣布。



腾讯科学(Everett/编译)据国外媒体报道,科学家们目前正准备公布关于暗物质发现的最新成果,其源于国际空间站的阿尔法磁谱仪粒子探测器数据采集。早在2011年5月,奋进号航天飞机将价值20亿美元科学仪器送往ISS,汇集了16国60多个研究机构的力量,累计收集77亿个电子和正电子数据。同时,研究人员希望确定反物质粒子数目是否比普通物质粒子多,如果这个猜想与事实相符,那么能级之间的差距就会体现出来。




安装于国际空间站上的阿尔法磁谱仪

  

阿尔法磁谱仪是安装于ISS上的一个粒子探测器,其设计目的是用于探索太空中的暗物质和反物质,能收集伴随宇宙射线的电子、正电子、反质子等特殊粒子。根据芝加哥大学宇宙物理学卡弗里研究所迈克尔·特纳介绍:“我们要找的是正电子和电子的比率关系,科学家认为这其中隐藏着关于暗物质湮灭以及暗晕密度的信息。”在距离银河系中心10万至30万光年区间内存在神秘的结构,这里被研究人员认为存在大量的暗物质成分,拥有庞大的质量,银河系总质量中绝大部分由这些暗物质构成。

根据当前的暗物质模型,银河系外围的暗物质分布可能扩展至100万光年的跨度,而银河系的直径为10万光年左右。隐藏在阿尔法磁谱仪(AMS)数据背后的是困扰科学界80多年的奥秘,可解答宇宙中普通物质质量与不可见物质质量悬殊的原因。物理学家估计,宇宙中普通物质如星系、恒星只占全部质量的4%,其他24%是暗物质,而剩余的为暗能量。寻找暗物质的机器并不仅有,还有大型强子对撞机等,但至今仍然没有搜寻到暗物质粒子,欧洲科学家希望对对撞机进行升级,两年后可获得更高的能量。






 楼主| hkhtg090201 发表于 2013-5-1 19:58 | 显示全部楼层
反物质在引力作用下是不是往上掉?


2013年05月01日

   
      在引力作用下,普通物质是向下掉。那么反物质呢?他们是不是往上掉?欧洲粒子物理研究所(CERN)大强子对撞机(LHC)ALPHA实验的研究人员试图找出反物质与引力的相互作用是否与普通物质相同。虽然ALPHA实验并非设计研究反物质,但其中的反氢陷阱可以收集到相关数据。根据发表在《Nature Communications》上的论文研究人员的初步结论是不确定
   
由于其电中性属性,反氢提供了测试反物质引力作用的一个特别有用的方法。在自然界四大基础力中(强、弱、电磁和引力相互作用),引力最弱,因此其效应很容易被其它基础力所掩盖。此外,即使是中性的粒子或原子,反物质也必须运动缓慢才能进行测量,而慢速率是一把双刃剑,会增加与普通物质相遇的概率,导致两者互相毁灭。然而真正的挑战还在于如何维持反氢原子足够长时间以进行有意义的实验。ALPHA实验是至今最成功的反物质工厂,它产生了和困住了数百反氢原子,用磁场让它们远离普通物质。这些反物质最终还是会从磁场逃离,会进入到自由落体状态,此时只有引力会影响它们。研究人员利用探测器判断在引力作用下反粒子是向上掉还是向下掉。


 楼主| hkhtg090201 发表于 2016-3-12 08:27 | 显示全部楼层
中科院利用超强超短激光成功获得“反物质”

中国科学报2016年03月11日
         
[摘要]中科院上海光学精密机械研究所利用超强超短激光,成功产生反物质——超快正电子源,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价值。
   
中科院利用超强超短激光成功获得“反物质”
资料图:反物质

   
     今天,记者从中科院上海光学精密机械研究所获悉,该所强场激光物理国家重点实验室利用超强超短激光,成功产生反物质——超快正电子源,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价值。3月7日出版的国际学术期刊《等离子体物理》发表了这项重要的研究成果。
每一种粒子都有一个与之相对的反粒子,1932年由美国物理学家卡尔·安德森在实验中证实了电子的反粒子,即正电子的存在。1936年,安德森因发现正电子而获得了该年度的诺贝尔物理奖。反物质研究在高能物理、宇宙演化等方面具有重要意义,同时也具有重要应用,比如正电子断层扫描成像(PET)在癌症诊断等方面已广泛应用。
上海光机所研究人员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;高能电子和高Z材料靶相互作用,由韧制辐射机制产生高强度伽马射线;伽马射线再和高Z原子核作用产生正负电子对。
“这是我国首次报道利用激光产生反物质。”强场激光物理国家重点实验室沈百飞研究员告诉《中国科学报》记者,正电子谱仪是获得反物质——超快正电子源的“功臣”。经过精心设计的正电子谱仪,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。
多年以来,中外科学家们一直在探索“利用激光产生反物质”的有效方法,为了获得反物质——超快正电子源,中科院上海光机所早在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,并取得了一系列研究成果,得到了国际同行的广泛关注。

沈百飞表示,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、癌症诊断领域有应用前景,由于其脉宽只有飞秒量级,可使探测的时间分辨大大提高,研究物质性质的超快演化。(记者黄辛)
  
 楼主| hkhtg090201 发表于 2016-12-21 07:12 | 显示全部楼层
科学: 物理学家首次成功测量反物质原子的光谱
  2016年12月20日
         
       欧洲粒子物理研究所(CERN)的物理学家完成了反物质原子光谱的首次测量。研究报告发表在本周出版的《自然》期刊上。研究人员测量了反氢原子吸收正电子,从最低能级跳到上一个能级的光谱频率,发现正反氢原子的相应能量转换没有区别,与CPT对称的预言相一致。CPT对称即电荷、宇称和时间对称,它预言正反物质的能级相同。研究反物质极其困难,因为它与普通物质相遇会湮灭。CERN的ALPHA实验每15分钟能产生大约2.5万个反氢原子,对于光谱学研究来说,大部分反氢原子太“热”——即速度太快,能级太高。研究人员必须让这些反氢原子逃离磁阱,留下速度最慢能级最低的。ALPHA团队的发言人称,他们花了多年时间完善这项技术,称制造反氢原子不难,但制造“冷”的反氢原子很难。他们以特定频率向冷反氢原子发射激光,观察了反氢原子的能级阶跃。
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