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zhangjx7880至尊木蟲 (職業(yè)作家)
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【前沿】中外科學(xué)家發(fā)現(xiàn)首個(gè)反物質(zhì)超核 已有2人參與
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中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理所陳金輝博士與美國(guó)布魯克海文實(shí)驗(yàn)室（BNL）許長(zhǎng)補(bǔ)研究員及其他“螺旋管徑跡探測(cè)器”（STAR）合作組的科學(xué)家合作，近日在布魯克海文實(shí)驗(yàn)室的相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)（RHIC）上，首次發(fā)現(xiàn)了一種可能大量存在于宇宙“嬰兒期”的反物質(zhì)超核——反超氚核，這打開了核素圖新維數(shù)的大門，開創(chuàng)了反奇異反核物質(zhì)研究的先河。 “這是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最重的反物質(zhì)原子核，也是第一個(gè)含有反奇異夸克的反物質(zhì)原子核�！毖芯拷Y(jié)果已在多個(gè)國(guó)際會(huì)議上作邀請(qǐng)報(bào)告，正式文章發(fā)表在《科學(xué)》（Science）雜志上，并被選為亮點(diǎn)（Highlight）文章于3月4日在《科學(xué)快訊》（Science Express）上在線快速發(fā)表。 中科院上海應(yīng)用物理研究所課題負(fù)責(zé)人馬余剛研究員介紹說，俗稱“重氫”的氚原子的原子核中有三個(gè)“姐妹”：一個(gè)帶正電的質(zhì)子和兩個(gè)中性的中子�？伞胺闯啊痹雍酥袇s變成了“三兄弟”：一個(gè)帶負(fù)電荷的反質(zhì)子、一個(gè)嵌有反奇異夸克的反超子、一個(gè)反中子。與現(xiàn)存于自然界的氚相比，反超氚核的壽命短得不可思議，只有200皮秒（1皮秒=1萬億分之1秒）�？茖W(xué)家只能通過它衰變之后的產(chǎn)物，來推斷出它的存在。 德國(guó)亥姆霍茲國(guó)家研究中心聯(lián)合會(huì)副主席、資深理論物理學(xué)家Horst Stoecker教授評(píng)價(jià)說：“這個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)對(duì)我們了解物質(zhì)可能會(huì)有前所未有的幫助。反超氚的發(fā)現(xiàn)打開了核素圖新維數(shù)的大門：從常規(guī)物質(zhì)世界到反物質(zhì)和反超核物質(zhì)世界。即便在幾年前，這都被認(rèn)為是不可能辦到的實(shí)驗(yàn)。” 該研究對(duì)于理解自然界中物質(zhì)反物質(zhì)不對(duì)稱性也有直接意義。我們的周圍充滿了普通物質(zhì)，而反物質(zhì)卻非常稀少，這是什么道理呢？在宇宙大爆炸初期，夸克、反夸克是成對(duì)產(chǎn)生的，怎么演化到現(xiàn)在人類生存的物質(zhì)空間就丟失了對(duì)稱性呢？回答這個(gè)問題需要科學(xué)家全面地研究物質(zhì)，特別是反物質(zhì)的產(chǎn)生及其演化。位于美國(guó)紐約州長(zhǎng)島上的BNL-RHIC，產(chǎn)生了一個(gè)高溫、高密并且凈重子數(shù)密度接近于零的夸克—膠子等離子物質(zhì)，它是科學(xué)家研究反物質(zhì)產(chǎn)生及其演化的理想場(chǎng)所。 當(dāng)前的研究表明，RHIC環(huán)境中反物質(zhì)核子產(chǎn)額和其普通物質(zhì)含量相當(dāng)，比率非常接近單位1。在當(dāng)前RHIC研究的環(huán)境中，反物質(zhì)產(chǎn)生符合廣義上統(tǒng)計(jì)組合（Coalescence）物理機(jī)制，這將可以驗(yàn)證一些新奇的關(guān)于核物質(zhì)結(jié)構(gòu)的科學(xué)想法，例如法蘭克福高等研究所（FIAS）創(chuàng)始人、著名核理論家Walter Greiner教授提出的反物質(zhì)可直接從真空中激發(fā)；對(duì)于在宇宙射線中尋找新物理，例如暗物質(zhì)，也有直接的指導(dǎo)意義。 該研究也將豐富科學(xué)家對(duì)于夸克—膠子等離子體新物質(zhì)的認(rèn)識(shí)。部分理論物理學(xué)家認(rèn)為，重子數(shù)、奇異數(shù)守恒量之間的關(guān)聯(lián)是區(qū)分夸克膠子等離子體和強(qiáng)子氣體的一個(gè)理想探針。超核由超子和核子融合產(chǎn)生，其超子和核子組分在相空間上非常相似，是實(shí)驗(yàn)上研究重子數(shù)—奇異數(shù)關(guān)聯(lián)的直接手段。馬余剛課題組初步計(jì)算支持了上述觀點(diǎn)，結(jié)果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《物理學(xué)快報(bào)，B輯》（Physics Letters B）上。 為了探尋宇宙起源的早期物質(zhì)狀態(tài)，一項(xiàng)名為“螺旋管徑跡探測(cè)器”的國(guó)際合作項(xiàng)目在美國(guó)布魯克海文實(shí)驗(yàn)室的相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)上已進(jìn)行了10年，目前有來自全球的500多位科學(xué)家參與其中。一年多前，中科院上海應(yīng)用物理研究所陳金輝博士與該實(shí)驗(yàn)室許長(zhǎng)補(bǔ)研究員等中外科學(xué)家合作，在上億次金原子核進(jìn)行高能“對(duì)對(duì)碰”的海量數(shù)據(jù)中開始尋找反物質(zhì)超核的證據(jù)。 每?jī)蓚�(gè)金核對(duì)撞，都會(huì)產(chǎn)生上千個(gè)粒子�！拔覀兎治隽撕Ａ繑�(shù)據(jù)后，從中找到了70次蹤跡，才追蹤到了反超氚核�！标惤疠x解釋說，宇宙起源時(shí)，物質(zhì)和反物質(zhì)總是成對(duì)產(chǎn)生，這些只能存在于極端高溫、高密度狀態(tài)下的物質(zhì)，到了宇宙演化后期就難以發(fā)現(xiàn)了�！盎蛟S在一些中子星、超新星的內(nèi)部會(huì)大量存在，但這種環(huán)境人類很難深入了解�！� 這個(gè)奇特的“反超氚核”的發(fā)現(xiàn)令科學(xué)家興奮不已。原來，組成我們常見的物質(zhì)世界的元素，好比數(shù)字世界中的正數(shù)，而反物質(zhì)就好比負(fù)數(shù)，它們都處在平面幾何的那個(gè)二維平面中，而反超核物質(zhì)則超出了這個(gè)平面，正是這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)打開了物質(zhì)元素世界“立體幾何”研究的大門。 STAR中方合作組成員包括中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、清華大學(xué)、華中師范大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所、山東大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所。以上工作得到中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委重大國(guó)際合作項(xiàng)目、中科院知識(shí)創(chuàng)新工程項(xiàng)目和科技部等的聯(lián)合資助。 http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/science.1183980 |
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2樓2010-03-17 13:26:26
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3樓2010-03-17 14:09:39
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新的核素圖現(xiàn)在是物理研究中的一個(gè)難點(diǎn)，從粒子的碰撞過程中所產(chǎn)生的反物質(zhì)超核 能否對(duì)新的核素圖有所幫助？在宇宙大爆炸期間能夠產(chǎn)生對(duì)稱的粒子，那為什么現(xiàn)在在我們地球生活的區(qū)域怎么就很難發(fā)現(xiàn)反物質(zhì)超核？若存在，怎么會(huì)發(fā)現(xiàn)不了呢？是現(xiàn)代科技發(fā)展不夠高度呢還是人為的知識(shí)體系不夠？若不存在，那宇宙結(jié)構(gòu)會(huì)受影響嗎？忘解答。 |
5樓2010-03-18 15:34:18
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