科學家認為(wei) ,宇宙誕生後最初幾分鍾內(nei) ,光線互相碰撞產(chan) 生最初的正物質和反物質粒子。5月11日發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)上的研究提出如何進行這樣的模擬實驗。
人們(men) 比較熟悉相反的能量形式轉換過程——從(cong) 物質產(chan) 生光,從(cong) 燃燒的篝火到原子彈,都是物質的反應產(chan) 生光能。但是從(cong) 光能產(chan) 生物質的現象很罕見。
加州大學聖地亞(ya) 哥分校的研究團隊提出,將高能激光聚焦產(chan) 生強大的磁場,強到像中子星表麵的磁場那樣的強度。這樣的強磁場發出的伽馬射線互相撞擊在非常短的時間內(nei) 產(chan) 生負電子和正電子。
研究負責人阿列菲耶夫(Alexey Arefiev)說:“這項研究為(wei) 科學家提出第一個(ge) 探索宇宙最初過程的方向。”
中子星是神秘高密度星體(ti) ,就像把整座城市大小的物質壓縮到一個(ge) 原子核這麽(me) 大的空間內(nei) 。其表麵的磁場強度是地球磁場的1億(yi) 倍。
研究稱,要產(chan) 生如此強的磁場,激光的能量需要達到皮瓦的級別。作為(wei) 參照,太陽照在地球上的射線能量大約是174皮瓦;逗貓玩的激光筆功率是0.005瓦。
這份研究估計,使用約四皮瓦的激光可以產(chan) 生所需的磁場。
另一部分是產(chan) 生正反物質粒子對的過程。理論認為(wei) ,兩(liang) 束伽馬射線撞擊,或讓一束伽馬射線與(yu) 一種吸收一切射線的黑體(ti) 輻射撞擊,都能產(chan) 生幾十萬(wan) 對正反物質粒子對。
1997年斯坦福科學家也提出過一個(ge) 從(cong) 光誕生物質的實驗。那個(ge) 實驗還需要一個(ge) 高能電子束,而這份新實驗“完全由光產(chan) 生物質”,阿列菲耶夫說。
而且,“斯坦福的實驗大約每一百次射線,才能產(chan) 生一對粒子”。
研究稱,這樣的實驗除了很近似地模擬宇宙誕生初期的條件,對研究反物質也提供了機會(hui) 。比如,為(wei) 何宇宙中正物質遠超過反物質,仍是一個(ge) 謎。
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