物理學(xué)界一直以來存在一種推論：宇宙大爆炸之初產(chǎn)生了數(shù)量相等的物質(zhì)和反物質(zhì)。不過，在人類能夠觀測到的宇宙中，物質(zhì)占主導(dǎo)地位。那么，天然反物質(zhì)是否存在，它們又在哪里？
如同粒子構(gòu)成物質(zhì)一樣，發(fā)現(xiàn)天然反粒子是證實(shí)天然反物質(zhì)出現(xiàn)的前提。意大利一個(gè)科學(xué)團(tuán)隊(duì)近期利用一座宇宙射線探測器成功在地球附近發(fā)現(xiàn)反質(zhì)子帶，證實(shí)地球磁場能夠“捕獲”反質(zhì)子的理論。
首次出現(xiàn)
英國廣播公司7日報(bào)道，一些意大利科學(xué)家首次在地球范艾倫輻射帶中發(fā)現(xiàn)反質(zhì)子帶。
這些反質(zhì)子由“反物質(zhì)-物質(zhì)與輕核天體物理學(xué)探測器”發(fā)現(xiàn)，存在區(qū)域距離地球表面350至600公里。
這一探測器2006年發(fā)射升空，與俄羅斯一座地球觀測衛(wèi)星相連，飛行于南大西洋上空的范艾倫內(nèi)輻射帶，主要任務(wù)是研究太陽高能粒子和宇宙射線的屬性。它先前在范艾倫輻射帶中發(fā)現(xiàn)了帶正電的正電子。
范艾倫輻射帶存在于地球附近的近層空間，是包裹地球的高能輻射帶，分內(nèi)外兩層，以美國物理學(xué)家詹姆斯·范艾倫命名。
正電子和反質(zhì)子都是反粒子的一種。就一般原子構(gòu)造而言，電子帶負(fù)電，質(zhì)子帶正電。而正電子帶正電，反質(zhì)子帶負(fù)電。先前，多國物理學(xué)家已在實(shí)驗(yàn)室中證實(shí)正電子、反質(zhì)子和反中子的存在。
磁場“獵物”
一些研究人員說，這些反質(zhì)子存在于范艾倫輻射帶的事實(shí)，證明地球磁場的確能夠“捕獲”反粒子。
一篇刊載于《天體物理學(xué)雜志通訊》網(wǎng)絡(luò)版的論文解釋說，宇宙射線粒子進(jìn)入地球大氣層中后，與空氣中的粒子相撞，產(chǎn)生大量次級粒子。不少宇宙射線粒子和這些次級粒子被范艾倫輻射帶“俘獲”。
粒子質(zhì)量越大，在輻射帶中旋轉(zhuǎn)的路徑越寬；輻射帶磁場強(qiáng)度越小，粒子旋轉(zhuǎn)路徑同樣越寬。反質(zhì)子的質(zhì)量是正電子的近2000倍，因此，同等條件下，反質(zhì)子旋轉(zhuǎn)路徑寬不少。
當(dāng)反質(zhì)子進(jìn)入范艾倫外輻射帶后，由于磁場強(qiáng)度較小，旋轉(zhuǎn)路徑過寬，從而進(jìn)入磁場強(qiáng)度更強(qiáng)的范艾倫內(nèi)輻射帶，隨后縮短旋轉(zhuǎn)路徑寬度，趨于穩(wěn)定，直到與普通粒子結(jié)合后消失。
能量來源
意大利巴里大學(xué)教授亞歷山德羅·布魯諾是發(fā)現(xiàn)反質(zhì)子的科學(xué)團(tuán)隊(duì)主要成員。他告訴英國廣播公司記者，這次發(fā)現(xiàn)的反質(zhì)子帶是地球附近“最豐富的反質(zhì)子源”。
“被捕獲的反質(zhì)子會與大氣層其他成分作用后消失，”他說，“這種情況在低緯度地區(qū)尤其普遍，湮滅是反質(zhì)子流失的主要方式?！?BR> 反粒子如果與普通粒子結(jié)合，會導(dǎo)致兩者湮滅并釋放出巨大能量。這種產(chǎn)能效率甚至高于核聚變。
布魯諾說，正反粒子的相互作用可能成為今后宇宙飛行器的能量來源。
“誰知道呢，說不定有一天，宇宙飛行器可以在(范艾倫)內(nèi)輻射帶中充能，然后飛得更遠(yuǎn)?！?BR> (出國留學(xué)網(wǎng)liuxue86.com)