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.     

反物质的世界

自然界的每一种粒子在奇妙的镜面世界中，均有一个反物质的伴侣，当两者相遇时，它们会以辐射形式而湮没，物理学家们通过实验已创造出反粒子、甚至已制造出反物质原子。当人们问20世纪最惊人的发现是什么时，很少有人怀疑是德国量子物理学家W·海森堡（WernerHei－senberg）发现的测不准原理。按照他的意见，在本世纪30年代自从预测和发现了反物质，它像魔镜一样已在宇宙中出现。由此我们能看到反物质粒子，每一种均对应了物质世界中的一种粒子，但是许多性质相反或相对映。那么进一步情况会是什么？如果物质粒子接近或碰到其“对映物”…     

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。     

寻找反物质世界

2011年5月16日,美国＂奋进＂号航天飞机进行谢幕飞行,将＂阿尔法＂磁谱仪（AMS-02）送往国际空间站。AMS-02是寻找反物质的又一把神奇的＂钥匙＂,在今后数年里它将在浩瀚苍穹中寻找可能存在的反物质世界。     

反物质的任务

在我们这个宇宙的小小角落里，没有人看到过反物质星系或反物质星体。但并不是说在遥远的地方它们不存在。事实上可能它们组成了半个宇宙。几个想寻觅新境的物理学家认为现在是查清它们的时候了。美国航空航天局出于自身的理由，对此表示支持。1984年秋，M·塞拉蒙（M·Salamon）和S·艾伦（S·Ahlen）用低预算的传统方法寻找字宙中的反物质。当时，塞拉蒙在加州大学伯克莱分校，艾伦在印地安那大学工作。他们用过去剩余下来的部分实验经费，装置了一台由一块超导磁体和一些精致的电子器件组成的反物质检测器。他们把这个奇妙的装置安上…     

夸克-胶子等离子体的探测及首个反物质超核的发现

面对着一望无际的天空,我们曾无数次发问,宇宙有多大?它从哪里来?它是怎么产生的?这一系列的重大问题,不仅是哲学家所关心的,也是物理学家所探究的.为此,历史上曾提出了多种假设.这其中,宇宙大爆炸学说是现代宇宙学的主流学说,它认为宇宙起源于约150亿至200亿年前的一次大爆炸,之后逐渐演化、发展、膨胀,直到了我们今天这个物质世界.     

物质世界的对称性破缺 ——2008年诺贝尔物理学奖简介

由于对基本粒子物理学中的对称性破缺问题做出了重大理论贡献,美国芝加哥大学恩里科•费米研究所的美籍日本物理学家南部阳一郎（Yoichiro Nambu）、日本筑波高能加速器研究中心的小林诚（Makoto Kobayashi）和日本京都大学汤川理论物理研究所的益川敏英（Toshihide Maskawa）被授予2008年度的诺贝尔物理学奖。本文将简要介绍他们获奖的工作,以及与之相关但尚未解决的宇宙的物质-反物质不对称难题。     

影像中的世界*

本文从认识世界的方式入手,分析了传统的金字塔结构影像和最新的时间序列GigaPan影像结构,指出了其存在的局限性,即实际所见的是与现实目标源不一致的该区域的分裂的全要素数据,同时提出了一种面向事件的可以表现多尺度世界中动静状态的新的影像结构。通过分析从现实世界到影像世界的映射关系,探讨了未来遥感影像研究的发展方向。     

全球第一个民用卫星导航定位系统

由欧盟和欧洲空间局共同提出和组织实施的伽利略（Galileo）系统是全球第一个民用卫星导航定位系统。伽利略系统的配置、频率分布、信号设计、安全保障等导航定位服务特点，使得它与美国全球定位系统（global positioning system，GPS）相比，具有更高的效率和可靠性。伽利略系统将实现对全球更完整的监控，对航空、航海等领域也会有更安全的保障服务，特别是它提供的公开服务、生命安全服务、商业服务、公共特许服务和搜救服务等．将多层次、全方位和全时段地满足全球各类用户的需要。预计伽利略系统将在2008年开始正式投入运营．并将拥有更加广泛的全球应用市场和巨大的社会效益。     

科学的世界很精彩

进入2008年以来,科学家相继在生命科学领域取得了一系列重要进展。从全球疟疾分布精细图的问世,到成功造出活体心脏以及白血病致病关键细胞的发现,人类在了解自身的同时又向着征服各种顽症迈出了坚实的一步。随着空间探测技术的不断发展与完善,天文学家在加深对宇宙的认识以及对外星生命物质的探索方面也取得了长足的进步。一句话,科学的世界很精彩。     

举世瞩目的大突破

对于中国数学界而言,2006年无疑是值得纪念的。两位中国数学家最终证明了百年数学难题——庞加莱猜想。庞加莱猜想和黎曼假设、霍奇猜想等一样,并列为七大数学世纪难题之一。这一成就是几何拓扑研究迈出的最重要的一步。与此同时,在地球的另一边,美国宣布全球首个癌症疫苗即将上市,这对于人类最终攻克癌症将具有里程碑式的意义。     

享誉国际的神经生理学家——张香桐

中国科学院神经科学研究所名誉所长张香桐院士，是我国对神经生理贡献最大，最负国际盛誉的神经生理学家之一。他是神经元树突生理功能研究的先驱者，在机体各部位的肌肉在猴运动皮层的定位研究、肌肉传入神经纤维分类、视觉研究、针刺镇痛神经机制的研究等方面有重要建树，对我国神经科学的发展起到了重要的推动作用。美国1989年出版的《神经科学百科全书》中，张香桐被列为“公元前300年至公元1950年间对神经科学进展有贡献的人物”之一。     

生命世界的"第三定律"

古希腊人相信，自然是按照理性设计的。理性的精髓是数学，因此毕达哥拉斯认为，宇宙是以数学方式设计和运行的。到了17世纪初叶，著名德国科学家开普勒将毕达哥拉斯的观念用于对星球观测数据的分析，发现了支配行星运动的三个定律。     

世界上最小的马达——分子马达

世界上最小的马达在哪里?就在我们每个人的身体里,它被称为"分子马达"(molecular motor).分子马达是生物体内的一类蛋白质,就像传统的马达一样,它们"燃烧"燃料,做出特定的运动,完成特定的功能.它们是生物体内的"化学能与机械能之间的转换器".某些分子马达也有定子、转子,只不过它们的尺寸都非常小,以纳米为单位,所以被称为世界上最小的马达."生命在于运动",这对于分子马达来说最确切不过了.每个生物体内都有成千上万的分子马达,光合作用需要分子马达,细胞的分裂需要分子马达,肌肉运动也是分子马达在起作用生物体内分子马达无处不在.     

世博会建筑与科技创新

世界博览会有一句为全世界广泛认同的口号：＂一切源于世博会＂.世博会创造了人类的历史,用它的理念和展示的科学技术成果,预示了世界发展的方向.     

世界煤地下气化的快速发展

由于世界油气资源的涨价和环境问题的严重,促使人们对一级能源的重新选择。与核能、水能和其他可再生能源相比,煤地下气化（UCG）是最好的选择。目前,澳大利亚、英国、南非都有快速的发展,煤地下气化技术已包括UCG IGCC CCS,UCG AFC CCS,UCG GTL CCS等的新方向,真正意义上地实现减排的效果。事实证明UCG的成本低廉,效率高、环境友好。尤其英国正在建由UCG供氢氧的300MW燃料电池,并通过燃料电池（AFC）发电的电站,可以达到零排放。所以,煤地下气化是解决确保国家的能源安全、CO2减排和环境污染、以及采煤矿工人身安全的一把金钥匙。因此,UCG应当是中国一级能源发展的主要方向。     

海底世界

海洋是现在世界上最大的未知部分,它覆盖着约71％的地球表面,对于这广阔无垠的辽阔水域尚有许许多多亟待发现及待开发之处。在海洋地理学中最有趣的工程之一就是绘制海床图。目前仅有很小的一部分已经绘制出来。对于仅在地球的洋面上航行的船只来说,海床图并不重要,但是对于潜艇里的人来说,它却是生死攸关的东西。