反 物 質
Anti-matter
二 零 零 零 年 五 月 May 2000

 新 的 反 物 質 探 測 器
 利 用 " 粒 子 加 速 器 " 研 究 " 反 物 質 "
 利 用 反 物 質 推 動 下 一 代 太 空 船

當 物 質 和 反 物 質 會 合 時 ， 它 們 會 互 相 殲 滅 ， 產 生 大 量 能 量 ， 因 此 ， 科 學 家 希 望 利 用 反 物 質 ， 推 動 太 空 船 ， 探 索 宇 宙 的 深 處 。

在 一 九 二 八 年 ， 英 國 科 學 家 Paul Dirac 提 出 有 關 電 子 (electrons) 在 電 場 (electric field) 和 磁 場 (magnetic field) 移 動 的 理 論 ， 根 据 他 的 理 論 ， 電 子 必 須 有 它 的 反 物 質 (anti-matter) ； 在 一 九 三 二 年 ， 科 學 家 Carl Anderson 首 先 發 現 陽 電 子 (positron) 的 存 在 。

而 在 一 九 九 五 年 ， 科 學 家 將 反 質 子 (anti-proton) 和 陽 電 子 結 合 ， 成 功 製 造 了 第 一 顆 反 氫 (anti-hydrogen) 原 子 (atom) ， 雖 然 這 顆 反 氫 原 子 只 存 在 了 四 十 納 秒 (nanoseconds) ， 一 納 秒 是 等 于 十 億 分 之 一 秒 。

科 學 家 相 信 ， 在 大 爆 炸 (Big Bang) 時 ， 物 質 是 大 大 多 於 反 物 質 ， 大 約 每 一 百 萬 顆 粒 子 (particles) 便 有 一 顆 反 粒 子 (anti-particle) ； 一 個 粒 子 和 一 個 反 粒 子 互 相 殲 滅 ， 剩 下 的 便 是 目 前 的 宇 宙 。

科 學 家 發 現 ， 在 星 系 (galaxies) 和 類 星 體 (quasars) 核 心 的 強 烈 爆 炸 中 ， 反 物 質 會 產 生 ， 並 立 刻 和 物 質 互 相 殲 滅 ， 產 生 大 量 能 源 ； 而 在 我 們 的 銀 河 系 (Milky Way) 中 央 ， 也 有 反 物 質 的 存 在 ； 上 圖 所 見 ， 是 科 學 家 拍 攝 到 銀 河 系 核 心 的 照 片 ， 中 間 垂 直 噴 射 出 來 的 能 量 ， 是 相 互 殲 滅 的 電 子 和 陽 電 子 。

下 圖 所 見 ， 是 賓 夕 凡 尼 亞 州 立 大 學 (Pennsylvania State University) 的 科 學 家 ， 用 作 貯 藏 反 物 質 的 容 器 ， 這 容 器 是 利 用 溫 和 低 電 磁 場 (electromagnetic fields) 來 貯 藏 少 量 反 物 質 ； 目 前 ， 科 學 家 每 年 只 可 以 生 產 非 常 少 量 的 反 物 質 ， 大 約 一 至 十 納 克 (nanograms) ， 一 納 克 是 等 于 十 億 分 之 一 克 。

Photos courtesy of Pennsylvania State University and Naval Research Laboratory

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