摘 要 本文 总结 了现今世界反物质 研究 进展，提出了反物质研究的几个重要 问题 ，从反物质结构上 分析 以后研究方向。
关 键 词 反物质 合成 结构 反质子 诱导
众所周知，人类现在正面临全面的能源危机。让我们看一看世界能源大会1995年版《能源资源调查》中关于1993年世界能源统计数据：
1煤炭：世界名国煤炭探明可采储量：烟煤、无烟煤519.4Gt，次烟煤197.1Gt，褐煤315.Gt，合计1031.6Gt。1993年年产量烟煤、无烟煤3.169Gt，次烟煤0.374Gt，褐煤0.931Gt，合计4.474Gt。储采比230年。
2石油：世界各国石油探明可采储量：原油138.3Gt，天燃气液2.4Gt，合计140.7Gt。1993年年产量3.197Gt，储采比44年。
3天然气：世界各国天然气探明可采储量14.1T3，1993年年产量0.2485T3，储采比57年。
4核能：世界各国铀矿探明储量3.67t，1993年年产量32171t。储采比114年。[1]
同时人类也在大力开发可再生能源如：太阳能、核聚变能等。但我们应该认识到，所有这些能量都可以用一个具体的数字来衡量，即它终究会耗尽，那么有没有真正的无穷能量呢？答案是肯定的，根据爱因思坦质能方程E=2,正反物质湮灭时将产生巨大的能量，且宇宙物质无法用数字来衡量。
反 物 质
顾名思义，反物质就是普通物质的反状态。物质由分子和原子组成，原子由带负电的 电子 和带正电的原子核组成，如果带正电的电子和带负电的原子核组成原子就是反原子，由反原子就可组成反物质。
反物质研究始于20世纪40年代后期，但进展极为缓慢。1995年钱姆伯林（haberbin）用加速器将质子加速到6Gev去轰击铜靶，生成物∏ˉ（介子）与质子比例为50000∶1。[2]
为进一步探索反物质之谜， 科学 家在实践上采取了两种途径，一是在 自然 界中寻找反物质，二是在实验室中制造反物质。
1997年4月，美国海军研究实验室、西北大学和加州大学伯克利分校等五个著名研究机构的天文学家宣布，通过观测到在银河系上方约3500光年处高于可见光强25万倍的伽马射线间接证明了反物质源的存在。由于受大气干扰，地面上很难“捕捉”到反物质，因此科学家们把目光投向太空。为在太空寻找到反物质，1998年6月，美国“发现”号航天飞机带着由 中国 科学家制造的当代最先进的粒子物理传感仪：阿尔法磁碰议发射升空。2002年，它被送上国际空间站，进行更进一步的数据采集。
实验室制造反物质进展较快，1995年欧洲核子研究中心（ The Eurpean rganizatin fr Nulear Researh ，简称ERN）的科学家们利用加速器将速度极高的反质子射流射向氚原子核产生正电子，正电子与反质子结合形成一个反氢原子，在15小时的实验中，共观测到9个反氢原子。但由于反氢原子处于正物质包围中，经历一亿分之三秒（3×10-8秒）后正、反物质发生湮灭。1996年美国费米国立加速器实验室成功制造了7个反氢原子。2000年9月18日欧洲核子研究中心在世界9个研究所，39名科学家的通力合作下宣布已成功制造出约5万个低能态的反氢原子，这是人类首次在受控条件下大批量制造反物质，是反物质研究的“一个重要里程碑”。
反物质原子合成
2000年8月10日，欧洲核子研究中心宣布投入使用“反质子减速器”，科学家们从而更容易地制造出大量反物质原子。反质子减速器是一个圆形混凝土盒，周长188，耗资1150万美元。它利用磁场将高能反质子和正电子冷却、减速和聚积，最终在电磁场束缚下形成大量反氢原子，这些“冷”反氢原子温度仅比绝对零度略高几度，为以后研究其特性提供可能。
由上述我们可以看出，要制造出大量反氢原子并进行研究必须解决三个最重要的问题，一、反质子、正电子的大量制备。二、反质子、正电子的减速冷却。三、反物质存储问题。
第一个 问题 ：反质子的电荷、磁矩与质子反号，质量、寿命、自旋与质子相同，记为P。现在 科学 家们一般用速度接近光速的核子轰击靶核生成反质子。正 电子 由速度极高的反质子轰击氚核而产生，其反应截面相对较高，由此，正电子问题可转化为上面反质子的制备问题。
第二个问题：反质子和正电子的“冷却”。在正物质占绝对优势条件下，只有将反质子和正电子的速度降下来，才能获得较大的反应截面，在其发生湮灭前形成反氢原子。
反质子减速器通过与粒子流平行的强大磁场将粒子流束缚在一个较小区域，并用反向电场对反质子进行减速、探测、分离。正电子也可用这种 方法 进行“冷却”。
第三个问题：欧洲核子 研究 中心的科学家杰拉尔德·加夫列尔瑟领导的一个科研小组将反质子和正电子汇合在被称为“粒子陷阱”的结构中。由于等离子体可以保存在个有适当电磁场结构的“陷阱”中，并在德拜屏蔽长度λd（0.024－0.0024）限制下处于稳定状态。[3] 只不过要想存储更多的反物质，还要对“陷阱”作更进一步的研究。
为什么人们要合成反氢原子而不是直接利用反质子进行正反物质湮灭呢？因为原子更趋于稳定，有利于更深入地研究、存储及利用。反氢原子是构成所有反物质的基本粒子，在获得能量方面人们不用去合成更复杂的反物质，只要能够大批量地生产反氢原子，使其与氢原子湮灭则将获得无究的能量。 目前 ，人类还不能得到反物质能量节余，其本质原因是只实现了能量到反物质的转变，如果实现了物质到反物质的转变，人类将会得到副余能量。我们由此想到了物质与反物质的差别即反物质结构研究，从而最终实现物质到反物质之间的转变。
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