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中國之光!100年內再次領先,反超氫-4團隊之年輕為東方崛起背書

2024-08-30科學
再拔頭籌!中國人曾首次觀測到反物質,如今又制造最重的反物質,向科學家致敬!

之前幾篇作品中,作者介紹了宇宙起源全新理論,可以不依賴高溫高壓條件,從0維虛空中借能量,生成一對虛粒子,在虛粒子對湮滅之前,升維而成三維宇宙。本文將介紹虛粒子實體——正反物質的前世今生,以及中國科學家在這個前沿物理學領域從未缺席,並做出重大成果,謹以此文,向默默奉獻的中國科學家們致敬!

一、電子——陰極射線體

在標準模型中,電子是帶負電的亞原子粒子,它繞著原子核運動,形成一朵電子雲,包裹著原子核。19世紀,科學家發現陰極射線體,能夠使鋁箔發出熒光,命名了電子。

物理學家無法直接觀測到電子,只能透過實驗手段,去發現電子的蛛絲馬跡,透過電場、磁場計算電子的品質和帶負電荷的特性。

二、正電子——理論上的反物質

1930年時,反物質理論尚處於數學方程式階段,電子和正電子還是同一方程式的2個解。科學家認為,在一個不帶電的物體上拿走一個帶負電的電子,必然對應著一個正電荷,在這種樸素的思想實驗加持之下,人們把正電子與正電荷混為一談!

科學家定義的正反物質,是對稱性物質,即至少只有一對內容相反、其余內容完全一致的物質,正反物質相遇會湮滅而消失,釋放出大量能量。而促使物理學界作出這個定義的,是一名中國人!

三、趙忠堯,發現反物質第一人

趙忠堯是發現反物質第一人,他經過上萬次實驗,觀測硬Gamma射線在重元素中的反常吸收和特殊放射線,首次發現了正電子湮沒現象。正負電子對迅速湮滅,釋放出光子和能量。

由於當時還有一名歐洲科學家同時獨立觀測到正電子現象,這個重大科研成果便沒有落到趙忠堯身上,但他仍是世界公認的發現正電子這一反物質的第一人。

此處,我們有必要再介紹一下趙忠堯,中國物理學泰山北鬥,世界核物理學的無冕之王。

趙忠堯,中國著名核物理學家。1902年出生於浙江諸暨。他在核物理領域成就斐然。1929年與歐洲學者同時獨立觀察到硬γ射線的反常吸收,1930年首先發現「特殊放射線」,這是正負電子對產生和「湮滅」過程的最早實驗證據。他為中國核物理事業奠定堅實基礎,培養了朱光亞、錢三強、鄧稼先、周光召等4名「兩彈一星功勛獎章」獲得者,以及楊振寧、李政道等傑出物理學家。1998年5月28日與世長辭。

再次向中國物理學先驅趙忠堯致敬!

四、威力大,反物質強過核武器

為什麽科學家要研究正反物質?原因是它們湮滅時,會產生巨大能量,威力甚至超過核武器。

舉例說明:一克鈾235分裂,能量轉化率為萬分之3,但足以達到20噸TNT炸藥的威力。而氫融合威力更大,約為核分裂的5.3倍,達到萬分之7。但他們和反物質比起來,就是小巫見大巫了!因為正反物質湮滅的質能比接近100%,品質幾乎全部轉化為能量!

正因為反物質比核武器具有更大威力,研究發現更重的、可貯存利用的反物質,便成了生死存亡的前沿課題。

五、反超氫——中國科學家重大突破

2024年8月17日,趙忠堯的學生周光召逝世,享年95歲。作為紀念,媒體披露中國實驗發現最重的反物質超核——反超氫-4。這條訊息令中國物理學界大為振奮。這是中國科學院近代物理研究所首次在相對論重離子金金碰撞中觀測到這種新的反物質超核,創造了最重的紀錄。相關成果2024年8月21日發表在【自然】雜誌上。

中國研究團隊還測量了反超氫-4的壽命,並與其對應的正粒子超氫-4比較,在測量精度範圍內兩者壽命沒有明顯差異,再次驗證了正反物質性質的對稱性。

值得一提的是,參加本次研究的中國科學家都很年輕,仇浩團隊平均年齡應該在40歲以下。中國反物質研究人才年輕化,是反物質成果本身之外,中國崛起的又一大競爭力!

文章到這裏就結束了,感謝您的耐心閱讀,讓我們一起為中國前沿科學迅猛發展點贊加油!(文:奔向地球d賽恩思)