科学家首次观察到反物质原子内部结构

由美国哈佛大学加布里埃尔斯教授领导的一个国际科学家小组，利用电场对反氢原子进行了“撕裂”实验，首次观察到反物质原子内部结构。这一实验类似于“将反氢原子放到一个电池旁边，反质子会因此而被吸引到电池的一极，正电子则将被吸引到电池的另外一端”。当外加电场电压等达到足够高，反氢原子就会被拆散，通过测量拆散反氢原子所需电场的大小，就知道反氢原子内部反质子和正电子之间结合的紧密程度，从而得以首次“瞥见”反氢原子的内部状态。他们的研究成果在《物理评论通讯》杂志上发表。在过去几年中，一些科学家成功地制造出了一些…     

三光子实验

电子是人们最常见的一种基本粒子。在自然界中,电子是最轻的带电粒子。正电子是电子的反粒子。电子和正电子有电弱作用(电磁相互作用与弱相互作用的统一)和引力相互作用,但没有强相互作用。由电子和正电子组成的系统,是最简单的电磁相互作用系统,可以用量子电动力学的理论来精确地描述它们。湮没是电子和正电子相互作用的一个特点。在湮没过程中,一对正负电子转化为一些光子。这是粒子间会互相转化的有力证据。当自由正负电子直接碰撞时,可以发生湮没。但正负电子也可以先组成束缚态,然后再湮没。由一个电子和一个正电子组成的束缚态有点象氢原子,但里     

’96,世界科技成果回顾

高能物理 1996年2月,美国费米国立加速器实验室的科学家发现,夸克之间存在着剧烈的碰撞,并认为基本粒子夸克可能由更深层次的物质微粒组成,夸克或许并非自然界中最小的粒子;3月,美国国家实验室成功地将氢气转化成了电的良导体,使之星金属态达1秒钟之久,这是人类首次以令人信服的实验制成金属氢;年底,美国费米国立加速器实验室在基本粒子研究方面又获新的进展,继欧洲核子研究中心之后再次成功地用反质子和正电子制造出了7个反氢原子,以有力的事实向世人表明,大量生产反物质原子将是可能的。     

反氢

制造氢比较简单，因为只要将电子和质子混合在一起并让电子围绕着质子旋转即成。而制造反氢就不是这么简单了，因为它是由正电子（带正电荷的电子配对物）和反质子（带负电荷的质子配对物）组成，因此要想制造、贮存和控制它都是非常困难的。上个星期，伊利诺斯巴达维亚国立费米加速器实验室的戴维·克里斯蒂安（DavidC．Christian）和他的同事们宣布了他们的初步成果，他们已发现了7个反氢原子。在2个研究组──日内瓦欧洲粒子物理实验室（CERN）和费米实验室──的早期实验中，研究人员在加速器里制出了接近光速的反质子。这些环流的叵…     

反物质与反物质能

基于传统物理学法则,构成世界的每一个基本粒子都具有相应的反粒子.普通原子是由一个原子核及围绕在原子核周围轨道上的若干电子所组成的.反物质具有类似的基本结构,但却是由反粒子组成的.因此,理论上,正常物质与反常物质同时并存.本世纪20年代末Paul Dirac为协调量子力学和狭义相对论而推导出的电子方程式有两个解,并由此预言反物质的存在.1932年发现正电子,1955年发现反质子,1996年合成反氢原子,1997年观测到银河中心附近由反物质形成的粒子云.反物质释放的能量较之核能大十倍以上,而且将是一种洁净能源.反物质能源是否能实现?这是众所关心的.     

工作于磁场中的正电子寿命谱仪的改进

一、引言 在已往的电子偶素(正电子和电子形成的类似氢原子的束缚态)磁猝灭实验中,有关正电子寿命谱仪的探测器经常采用塑料闪烁体或BaF_2闪烁体,由于光电倍增管不能在磁场中正常工作,毫无例外地使用长光导连接于闪烁体和光电倍增管之间,结果谱仪的时间分辨率明显     

什么是反物质

反物质就是由反粒子组成的物质。所有的粒子都有反粒子,这些反粒子的特点是其质量、寿命、自旋,同位旋与相应的粒子相同,但电荷、重子数、轻子数,奇异数等量子数与之相反。例如,氢原子由一个带负电的电子和一个带正电的质子构成,反氢原子则与它正好相反,由一个带正电的电子和一     

关于水的5个问题

1.为什么水呈液态? 如果水仅由互不相关并且随机冲撞的简单分子H_2O所组成,那么水在常温常压下应该呈气态,然而水却是呈液态的。这是因为氢键在起作用。两串氢键分别将两个氢原子和一个氧原子结合起来,组成一个水分子。此时,由两个氢原子和一个氧原子组成的水分子与呈气态的氢和氧相比,自由程度减小。在这些分子还没有呈液态前,氢键     

2维氢原子

量子力学中2维氢原子在固体物理中有广泛的应用。该系统的能谱和波函数早已清楚。能谱的简并度与2维谐振子有相似性,这表明两者的动力学对称性有某种内在联系。因此,可像将3维氢原子变为4维约束谐振子     

有机负氢化学研究新进展

氢是有机化合物中的一个非常重要的化学组成元素,在人类目前已知的900多万种有机化合物中,氢作为一个核心的化学元素几乎存在于每一个有机化合物中,所以有机氢化学(即涉及有机化合物中氢原子化学反应的化学)应该是有机化学的一个中心研究领域.由于有机化合物通常是由碳、氢、氧、氮、硫、卤素等非金属元素组成,而氢原子的电负性(2.2)一般小于碳(2.5)、氧(3.4)、氮(3.0)、硫     

自旋极化氢原子的实验研究

因为氢原子基态与第一激发态之间的电子跃迁位于真空紫外光谱范围(λ=121.6 nm),至今,直接光抽运取向氢原子,仍然是一个相当复杂的和没有解决的问题,所以,我们使用自旋交换光抽运技术去产生自旋极化氢原子和研究自旋极化氢原子与温度的关系。     

反物质究竟来自何方

欧洲核子研究中心(CERN)的科学家,日前成功捕获了38个反氢原子,并利用磁场使其存在了0.17秒,从而将反物质的存活时间从之前的百万分之一秒量级提高到十分之一秒量级,为使用科学仪器研究和分析反物质提供了宝贵的时间。该项研究成果意味着科学家离最终揭开宇宙中反物质的奥秘更近了一步。"反物质"其实并不玄奥。看看太极图就知道,我们的祖先也许在3000年前就对其存在作过哲学上的暗示。     

高能实验的现状和展望

最近，一些国际大型合作实验组令人兴奋地观测到一些高能物理事例，如欧洲粒子研究中心和费米实验室都先后合成并观测到反物质原子（即反氢原子），打开了深入研究、认识反物质世界的通道。费米实验室ＣＤＦ的实验结果引发了夸克的结构问题，德国汉堡ＤＥＳＹ实验室的电子...     

BSCCO超导单晶的正电子湮没研究

一、引言 正电子是研究固体电子结构,固体缺陷和相变的灵敏探针。对超导体而言,BCS理论预言,Cooper对的形成导致k空间占据态的重新分布,从而引起费米面的模糊。理论预计费米面的模糊将使超导态的正电子寿命增加,湮没辐射Dopper展宽能谱的线形参数S下降。     

ESR研究β辐照D和L丙氨酸不对称自由基形成

正电子湮没实验表明从~(22)Na衰变产生的正电子优先在L-亮氨酸中形成三重态正电子素。考虑到β粒子和正电子具有不同的螺旋性,β粒子的自旋方向和动量方向相反,具有左手螺旋;正电子的自旋方向和动量方向平行,具有右手螺旋。本文利用~(90)Sr-~(90)Y源的β粒子辐照。D和L丙氨酸分别装于核磁样品管,在10~(-5)mm Hg真空下封管。为了校准管的差异,填装丙氨酸的密度和其他因     

正电子湮没率的Laplace逆变换分析及应用

正电子湮没寿命谱是研究凝聚态物理的一个有力手段,它能提供有关物质的电子结构,电荷密度分布,缺陷等许多有用的信息;已被广泛地应用于固体物理,化学及材料科学等许多领域.实验得到的寿命谱是随时间指数衰减的理想寿命谱与仪器分辨函数的卷积.从原始的实验数据中抽取出具有物理意义的信息,即正电子湮没寿命谱的分析,一直是一个十分困难的问题.传统的寿命分析方法通常需要假定正电子是从有限个状态湮没,从而将正电子寿命谱分解成为有限个指数衰减函数的和与仪器分辨函数的卷积:     

神秘的γ射线会来源于宇宙弦吗？

来自银河系核球的γ射线行一个明显的511kcV的能量，这说明该射线是由电子和其反物质配偶正电子互相湮灭产生的。但这些正电子来自何处呢？曾有人提出种种正电子源的候选，包括超新星、黑洞、中子星和低质量的暗物质粒子与其反粒子的湮灭。但美国弦论学家Tanmay Vachaspati却认为超导宇宙弦是正电子的源泉。     

新知短信

世界首例氢原子照片 高科技时代的电子显微镜为我们揭开了很多原子世界的秘密，但元素周期表中最小的氢原子始终难得一见。最近，日本东京大学的几原雄一教授成功拍下了世界首张氢原子的照片。他使用的是当今最先进的电子扫描隧道显微镜，拍下的氢原子只有千万分之一毫米大小。     

用正电子湮没辐射Doppler展宽谱测位错密度和空位浓度

一、方法由于正电子对物质结构缺陷的极端灵敏性,正电子湮没谱学已经广泛地被人们用来分析金属试样的缺陷。正电子射入金属试样经过热化后,遇到电子就发生湮没,正电子-电子对的静止质量转化为电磁辐射,主要的形式是产生两个发射方向相反、能量各为0.511MeV的γ光     

科学之窗

H7原子诞生最近,法国重离子加速器国家实验室(GANIL)利用He8来轰击C12,发现了新氢原子H7。H7带有1个质子和6个中子,是目前氢原子家族中最重的同位素。