寻找反物质星系.docx
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1、寻找反物质星系 2022年,美国的航天飞机将完成它的使命,接连退出历史舞台。在告辞历史舞台的最终几次飞行中,由于国际空间站(ISS)货运压力很大,还有10多项运输任务须要航天飞机来完成,美国宇航局(NASA,)确定取消一项原来安排中的试验反物质星系探测试验。但是,鉴于此项试验的意义重大,国会坚决要求NASA完成这项任务,并在2022年6月18日众议院开会时,以409票支持对15票反对通过了一项提案,要求NASA额外增加一次航天飞机飞行,将阿尔法磁谱仪(AMS)运抵国际空间站,并为此次航天飞机的放射供应了1500万美元的放射经费。 航天飞机的这项特别任务是将一个阿尔法磁谱仪(AMS)安装到国际空
2、间站上。AMS是一个高1米、直径1米的圆柱形空心磁体,它由钕、硼、铁合金构成,产生一个0.15T的匀称磁场。AMS可以特别精确地测量高能宇宙射线,当它安装在空间站的构架上时,将有宇宙中的各种粒子涌入传感器,磁体内镶着叠成6层的一系列硅探测器,这时记录有关数据,再用电子计算机进行数据处理,从而确定是否有反质子、反氦核乃至反碳核穿过。 AMS试验是人类第一次在太空中运用磁谱仪进行的粒子物理探讨,这个大胆设想是十多年前闻名的高能物理试验科学家、诺贝尔奖获得者丁肇中教授提出的,是一项大型的国际性科研课题,参与国有美国、中国、俄罗斯、意大利、瑞士、德国、芬兰等16个国家和地区的56个探讨机构,参加的科学
3、家约500人。中国科学院电工探讨所、高能物理探讨所和中国运载火箭技术探讨院及一些高校参与了这项重大的国际科学探讨的合作项目,并负责研制AMS的最关键任务。阿尔法磁谱仪试验包括三大主要物理目标:找寻宇宙中的反碳核、反氦核及其他更重的反核来确定宇宙中是否存在反物质;找寻宇宙中可能存在的暗物质;精确测量宇宙中各种同位素的丰度和高能Y,并探究未知的物理现象。 反物质量系 假如我们将自然界缤纷多样的宏观物体还原到微观本质,它们都是由质子、中子和电子组成的,这些基本的粒子都可以分成为正、反两种,正粒子与反粒子的结构相同,但电性和磁性恰好相反。组成我们四周世界的物质的原子核是由质子和中子组成,带正电;而反物
4、质的原子核是由反质子和反中子组成,带负电荷。正物质和反物质间的关系很怪异,是势不两立的“敌人”,它们一旦相碰就会同归于尽,化成一阵y射线暴,此过程称为湮灭。 为什么我们在日常生活中接触不到反物质呢?这是因为人类是生活在一个正物质的世界里,我们接触到的全部物质都是正物质,组成这些物质的原子核带正电,电子带负电。只有通过科学探讨才能发觉或制造出极少的反粒子。人类是在20世纪30年头初才发觉了有带正电的电子,这是人们相识反物质的第一步。到了50年头,随着反质子和反中子的发觉,人们起先明确地意识到,在自然界中任何基本粒子都有其相应的反粒子存在,只是在我们的世界里,这些反粒子很少,成不了气候,也构成不了
5、反物质。 那么,在浩然的宇宙中有没有反物质?有没有反物质组成的反恒星和反星系?这是物理学家和天文学家关切的问题。一些物理学家认为在宇宙诞生后的第1秒内,物质和反物质都没有被对方完全歼灭,他们在宇宙中占据了各自的地盘,因此推想在宇宙的某个空间,可能潜藏着反物质,形成反恒星、反星系,甚至是反生命。 但是,从今日观测到的结果得出结论:在3000万光年的范围内不会有巨大的反物质星系存在,理由是: 月亮是离我们最近的天体,人类已经登上了月球。假如月球是由反物质组成的,那么登月的航天员在与月球接触时,湮灭过程早已把他转化为介子了。 太阳也不行能是反物质星体,若太阳是反物质恒星,太阳风就由反原子组成,它吹到
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