反氘核的发现——6月6日科学史上的今天

2018-06-06作者:科学π工作室编辑:书问阅读



目前,构成宇宙万物的基础材料是三种粒子,即电子、质子和中子。到了20世纪60年代,它们的反粒子陆续被发现。人们很自然地想到,把这三个反物质粒子组合起来就可能构成反原子,反原子会成为反物质的基本“砖块”。


著名英国物理学家保尔·狄拉克曾预言,在宇宙中物质和反物质是对称存在的。为了证实这个想法,人们尝试着用反质子和反中子结合成反原子核。不曾想,形成反物质核却是极为艰难的。从1929年狄拉克预言到实验发现正电子,仅用了3年多的时间,但实验发现反原子核却用了26年。


到了1965年,人们费尽九牛二虎之力才发现了反氘核,这是由一个反质子和一个反中子组合而成的。成功获得实验结果的有两个研究组:一个是欧洲核子中心(CERN)以安东尼奥·吉兹齐为首的研究组,他们是利用质子同步回旋加速器发现的;另一个是纽约布鲁克海文国家实验室以里昂·赖德曼为首,利用交变梯度回旋加速器发现的。1965年9月,欧洲核子中心研究组首先把实验结果在意大利《粒子物理》杂志以《反氘核产物观察实验》为题发表了出来。事后的发展证明,人工实验反氘核的价值,远远超过了“发现”的本身,原因在于反氘核与暗物质发生了紧密的联系。2014年6月6日,第一届国际反氘核研究大会在加州大学洛杉矶分校召开。大会聚集了众多宇宙射线反氘核探测及其相关的暗物质研究的前沿人才与最新研究成果。


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在2011年5月发射升空的“奋进号”宇宙飞船,将一台高能粒子探测器,阿尔法磁质谱仪2号(AMS-02)送入了国际空间站。人们乐观地估计,在未来的10年内,可望在积累更多的资料的基础上,对宇宙现有的一些秘密做出决定性的发现。



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