反物质 : 奇怪的世界

反物质：奇怪的世界陈壮叔１９９６年，欧洲核子研究所（ＣＥＲＮ）制造出９颗反氢原子，成为轰动全球的科技大新闻，这使人联想到，我们宇宙是否存在反物质世界。反物质世界听起来很奇怪，其实不然，在亚原子粒子中，每个粒子皆有其反粒子为伴，两者的性质正好相反，如电...     

揭开反粒子消失之谜

宇宙在１００多亿年前的大爆炸中诞生时，应该同时存在相同的粒子和反粒子，但是却只有粒子残存下来，形成了现在以物质为中心的宇宙。以高能加速器研究组织为中心的国际集团在不久前宣布，他们已经在实验中确认了名为“CP对称性失衡”的物理现象，从而将解开这个谜。高能加速器研究组织的小林教授和京都大学基础物理学研究所所长益川敏英在１９７３年就发表了解释CP对称性失衡的论文，论文中提出的“小林－益川理论”在这个实验中得到了证实，他们朝着诺贝尔奖又大大前进了一步。现在，宇宙中的物质都是由粒子组成的。但是，一般认为，在…     

宇宙中最怪异的东西

10.反物质 就像超人还有与其相反的一面，组成通常物质的基本粒子也有相反的一面。例如，电子带有负电荷，而它的反粒子，即正电子带正电荷。     

宇宙探索十六、宇宙大爆炸和宇宙暴涨

大爆炸的最初过程所谓“宇宙大爆炸”,是指“宇宙蛋”或“宇宙火球”的最初膨胀过程。目前认为,宇宙有过两次爆炸,第一次的爆炸规模较小,第二次爆炸的规模要大得多,叫“宇宙暴涨”。宇宙大爆炸是时间的起源,在开始爆炸的那一刻为零时零秒。到10-43秒时,温度为1032K,尺度为10-33厘米,4种基本力还是统一的超力,只有能量,没有物质,整个宇宙为量子不确定性所主宰,被称为“大统一时期”或“普朗克时期”。到10-36秒时,温度降至1029K,各种粒子开始从能量中产生出来。由于温度极高,粒子的能量和运动速度如此之大,在碰撞中会产生更多的正、反粒子对…     

反物质世界的空间观念

反物质的发现，最早可追溯到７０年以前，美国物理学家安德逊首次在实验室中发现了正电子。这一反粒子的发现，轰动了当时的科学界。随后，反物质家族中的其他成员如反质子、反中子也相继被发现。从那以后，寻找反物质的科学研究就一直没有停止过。大家知道，质子和中子组成了原子核，加上核外电子就构成了原子，原子构成分子，再由分子组成形形色色的物质世界。那么，能否由反中子、反质子和正电子组成反原子，再由反原子构成反分子，从而进一步构成同样复杂的反物质世界呢？诺贝尔奖的获得者、英国物理学家保罗·拉迪克认为，每种基本粒子…     

宇宙中的暗物质粒子

且看宇宙是如何展示其“暗面”的：在美国明尼苏达州北部，在一个 800千米深的被废弃的铁矿里，一个超低温的晶体探测器捕捉到一个微弱的热脉冲，说明有某些重粒子撞击到了晶体原子。而其他仪器却一无所获，说明入侵者正是尚未被我们所认识的物质粒子。明尼苏达的这一事件是近几个月来的所有同类事件的其中之一。研究人员认为，要么是未知粒子撞击晶体产生频率激增，要么是普通粒子穿越了探测器。要是证明确有未知粒子穿越，那么，宇宙间的这些比可见物质重得多的暗物质即将揭开其神秘的面纱。 　　相同的实验将在 2000年夏季展开。某地设…     

最数字

欧洲核子研究中心的大型强子对撞机近日在底夸克实验中发现了两种新型粒子——DS3＊和DS1＊DS3＊的自旋为3。这是首次观察到的包含一个粲夸克的自旋为3的粒子。在其他介子中，夸克可以以几种不同方式中的一种成形．使得粒子的自旋不到3，并使夸克的确切性质变得模糊不清。自旋达到3的粒子就不存在这种含糊状态，所以DS3＊的确切构造很清晰。     

粒子物理－－革命即将来临

如果物理学家被迫要以一个词来说明建造大型强子对撞机的理由，他们通常会回答“希格斯粒子”。希格斯粒子是大家关注的焦点，它是现今最成功的粒子理论中还没有被找到的粒子。在粒子物理史上，新对撞机在能量上的跃升是前所未见的。我们不知道它会发现什么，但是它所找到的东西以及所撞见的新问题，必将改变粒子物理的面貌，而且将影响相关的科学领域。     

外辐射带动态演化的粒子模拟研究

运用计算机实验方法即三维电磁粒子模拟方法初步研究了暴时扰动情况下外辐射带粒子环境的动态演化特性。模拟计算了暴时辐射带粒子环境的演化情况。模拟计算结果显示，高能质子、电子注入午辐射滞后，两者一方面沿磁力线做弹跳运动，向高纬扩展，部分注入质子和电子沉降于南北两极区域；另一方面，注入质子和电子还经历顺时针和逆时针方向的漂移运动，粒子能量越大，漂移速度越快。暴时多次注入引起整个辐射带粒子能量的大幅增强；粒子注入颗次和强度越大，辐射带粒子通量增幅越大。本项研究为开发研制完整的辐射带动态模式积累了有益的经验。     

空间粒子环境对单粒子效应影响的比较

空间的高能重离子和高能质子都能引起单粒子效应。几种典型环境中的重离子和质子对不同器件单粒子效应的影响的比较表明，在地磁捕获质子强度较大的区域，捕获质子对单粒子效应的作用必须考虑；而在该区域以外，对单粒子效应的发生有显著影响的是宇宙射线的重离子而不是占绝大多数的质子。     

太阳高能粒子事件强度与相关双CME事件关系的两个事例

太阳高能粒子事件常伴随太阳耀斑和日冕物质抛射事件(Coronal Mass Ejections,CME)出现,由于太阳高能粒子事件的关键因素是双CME的相互作用,利用SOHO卫星观测的高能粒子强度、耀斑强度以及CME的相对高度与时间,通过高度与时间拟合得到的速度,分析了2001年4月15日和2005年1月20日的太阳高能粒子事件强度与相关双CME事件的关系,发现这两个太阳高能粒子事件中E ≥ 10MeV质子的强度与双CME事件无关.因此在这两次太阳高能粒子事件早期,E ≥ 10MeV质子的强度只与相关太阳耀斑和CME有关.      

空间轨道单粒子翻转率预估方法研究

系统分析了国外单粒子翻转率预估方法，提出了一种适合国内现状的单粒子翻转率预估方法，计算了五个典型轨道上的单粒子翻转率和轨道翻转系数，为评价半导体器件抗单粒子效应的能力提供了依据。     

中国空间站的高能宇宙辐射探测设施

大量的天文观测证据表明,暗物质不但存在,而且主导宇宙的物质分布。但是目前人类对于暗物质粒子的性质还几乎一无所知,关键就在于还没有探测到暗物质粒子,这是人类对宇宙认识的重大缺憾之一。现代物理学理论的有些模型预言了种类繁多的候选暗物质粒子,但是无法明确说明哪种粒子就是暗物质粒子,所以最终探测到并且测量暗物质粒子的性质将能够对于基础物理学理论的发展起到巨大的推动作用。     

精彩纷呈，巡礼2009！——2009年十大太空发现

据美国国家地理网站报道，2009年是国际天文年。在这一年里，科学家在天文研究和太空探索领域取得了一系列重大突破。随着2009年进入尾声．美国国家地理网站盘点了年度十大太空发现，其中包括证实月球上存在水、木卫二海洋中存在类鱼生命以及大过星系的古老粒子等。     

超新星爆炸可能会产生最终的挤压物质——夸克恒星

许多年来，物理学家们一直在为创造一种被称为夸克物质的超致密材料而努力奋斗。那么，什么是夸克呢?夸克，即理论上设想的带电核粒子，是已知的粒子如质子和中子等的基本构成部分。物理学家们试图借助各种高效能量，来打碎结合到一起的粒子。然而．或许存在一种更容易得到这种材料的方法，也许在太空中就存在夸克物质的巨大星体。     

UFO信箱

洛阳李库每每看到与爱因斯坦有关的书或文章，都要提到他的相对论，而每每叙述相对论中的时间问题，人们总是以一个生动的例子来形象地诠释时间，我在这儿也不例外。这个例子的大意是说一对孪生兄弟，哥哥驾驶着飞船在宇宙中遨游了一番，回到地球时，弟弟已是花白胡子一把了，而哥哥却还是一个英俊的小伙子。这是怎么回事呢？这样的事可能发生吗？原来，根据爱因斯坦的相对论，当物体若是以光的速度或接近光的速度运动时，物体的“寿命”将延长。这个式子可以表示如下：其中Δｔ是运动粒子的寿命，τ是静止粒子的寿命，ｃ为光在真空中传播的…     

最大对撞机企图撞出宇宙起源

大型强子对撞机于2008年9月10日开始运转，并产生了第一批图片。整个对撞机运行正常，出乎所有人的预料。这是2008年度科学界最引人瞩目的事件，这是有史以来人为的最高能量粒子对撞，它将揭示宇宙起源之谜。用霍金的话来说，这项实验将宣布“物理学上一个新的黄金时代即将到来”。     

物质的基本元素

自古希腊时代，人们一直在研究物质的最基本元素是什么。经过数千年．科学家相信物质是由原子所组成，而原子是由电子和核子组合而成的，核子又由质子和中子所组合，中子是由夸克(三种不带电荷的更基本的粒子)所组成。这是目前人类对物质最基本元素的认识，但是原子内会不会有其他更基本的元素呢?这是科学家渴望知道的。     

零重态:飞行的超越

早先，科学家把自然力分成四种，即引力、电磁力、强核力和弱核力。但当代科学家却煞费苦心地想要找到一个统一理论，把这四种力解释为是统一力的不同方面，不过到目前为止还没有取得成功。引力至今还蒙着一层神秘的面纱，让人无法识其庐山真面目。量子力学认为引力是由引力子（据称是一种虚粒子，检测不到，但人们可以知道它的存在）携带的，太阳和地球之间的引力是这两个天体的粒子之间交换引力子的结果，于是地球就绕太阳公转起来。经典物理学家则认为引力是一种实际存在，是一种叫引力波的东西构成的，但直到现在它还没有被观测到过。无…     

时间：容纳物质的另一层空间

我们常常把时间比做一条笔直的长河，在这条长河里，我们只有两个方向——过去和未来。留给鱼儿的疑惑是：时间是否还有其他方向 ?在我们的时间直线以外，是否存在着垂直的时间矢量 ?那样的时间矢量是否会像我们的时间长河一样源远流长，没有始点，没有终限 ?对超光速现象的研究大约可以追溯到 1932年，美国贝尔实验室的麦考尔曾指出：“当一个粒子穿行一个障碍时，它好像瞬间就穿过去了。”到今天，超光速的实验对象已不再仅仅局限于一个粒子，从而发现了更多的莫名其妙的物理表征，比如，实验对象常常诡异地消失。但只要引出一条垂直的…