反質子帶“現身”地球周圍

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　　物理學界一直以來存在一種推論：宇宙大爆炸之初產生了數量相等的物質和反物質。不過，在人類能夠觀測到的宇宙中，物質佔主導地位。那麼，天然反物質是否存在，它們又在哪裏？

　　如同粒子構成物質一樣，發現天然反粒子是證實天然反物質出現的前提。意大利一個科學團隊近期利用一座宇宙射線探測器成功在地球附近發現反質子帶，證實地球磁場能夠“捕獲”反質子的理論。

　　首次出現

　　英國廣播公司７日報道，一些意大利科學家首次在地球范艾倫輻射帶中發現反質子帶。

　　這些反質子由“反物質－物質與輕核天體物理學探測器”發現，存在區域距離地球表面３５０至６００公裏。

　　這一探測器２００６年發射升空，與俄羅斯一座地球觀測衛星相連，飛行于南大西洋上空的范艾倫內輻射帶，主要任務是研究太陽高能粒子和宇宙射線的屬性。它先前在范艾倫輻射帶中發現了帶正電的正電子。

　　范艾倫輻射帶存在于地球附近的近層空間，是包裹地球的高能輻射帶，分內外兩層，以美國物理學家詹姆斯‧范艾倫命名。

　　正電子和反質子都是反粒子的一種。就一般原子構造而言，電子帶負電，質子帶正電。而正電子帶正電，反質子帶負電。先前，多國物理學家已在實驗室中證實正電子、反質子和反中子的存在。

　磁場“獵物”

　　一些研究人員說，這些反質子存在于范艾倫輻射帶的事實，證明地球磁場的確能夠“捕獲”反粒子。

　　一篇刊載于《天體物理學雜志通訊》網絡版的論文解釋說，宇宙射線粒子進入地球大氣層中後，與空氣中的粒子相撞，產生大量次級粒子。不少宇宙射線粒子和這些次級粒子被范艾倫輻射帶“俘獲”。

　　粒子質量越大，在輻射帶中旋轉的路徑越寬；輻射帶磁場強度越小，粒子旋轉路徑同樣越寬。反質子的質量是正電子的近２０００倍，因此，同等條件下，反質子旋轉路徑寬不少。

　　當反質子進入范艾倫外輻射帶後，由于磁場強度較小，旋轉路徑過寬，從而進入磁場強度更強的范艾倫內輻射帶，隨後縮短旋轉路徑寬度，趨于穩定，直到與普通粒子結合後消失。

　　能量來源

　　意大利巴裏大學教授亞歷山德羅‧布魯諾是發現反質子的科學團隊主要成員。他告訴英國廣播公司記者，這次發現的反質子帶是地球附近“最豐富的反質子源”。

　　“被捕獲的反質子會與大氣層其他成分作用後消失，”他說，“這種情況在低緯度地區尤其普遍，湮滅是反質子流失的主要方式。”

　　反粒子如果與普通粒子結合，會導致兩者湮滅並釋放出巨大能量。這種產能效率甚至高于核聚變。

　　布魯諾說，正反粒子的相互作用可能成為今後宇宙飛行器的能量來源。

　　“誰知道呢，說不定有一天，宇宙飛行器可以在（范艾倫）內輻射帶中充能，然後飛得更遠。”（蔣驄驍)