导言近日，中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室在国内首次成功利用超强超短激光产生一种反物质——超快正电子源，这一发现未来将在材料的无损探测、激光驱动正负电子对撞机、癌症诊断技术研发等领域得到重大应用相关研究成果已于近日发表在国际学术期刊《等离子体物理》上关于反物质，你知道多少呢？，我来为大家科普一下关于反物质是怎么诞生的?下面希望有你要的答案，我们一起来看看吧!
反物质是怎么诞生的
导言
近日，中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室在国内首次成功利用超强超短激光产生一种反物质——超快正电子源，这一发现未来将在材料的无损探测、激光驱动正负电子对撞机、癌症诊断技术研发等领域得到重大应用。相关研究成果已于近日发表在国际学术期刊《等离子体物理》上。关于反物质，你知道多少呢？
狄拉克
物理学界最纯洁的灵魂
“反物质”这一物理学概念由英国科学家狄拉克于1928年根据推测得出，1933年他因此获得诺贝尔物理学奖。
姓名：保罗·狄拉克
（1902-1984）
简介：英国理论物理学家，量子力学创始者之一，1933年获诺贝尔奖，预言磁单极，提出费米—狄拉克统计。
名言：物理学定律必须具有数学美。
威斯敏斯特教堂位于英国伦敦，宏伟壮观，地位显赫，英国人认为死后在这里占据一席之地，是至高无上的光荣，因此把它称为“荣誉的宝塔尖”。这里长眠着诸多伟大人物，如牛顿、狄更斯、丘吉尔、弥尔顿。挨着牛顿纪念碑，矗立着一个墓碑，碑上镌刻着优美的公式——（W/c α·p α4m0c)ψ=0，这就是闻名世界的狄拉克方程，毫无疑问，墓碑的主人就是狄拉克，量子力学的创始人之一。
很多物理巨擘们兴趣爱好广泛,生活丰富多彩，比如玻尔是足球运动健将，海森堡弹钢琴出神入化，泡利对歌德的作品极有研究，薛定谔不仅风流倜傥，还善于做诗，生物学造诣颇深。而我们伟大的物理学家——狄拉克基本上没有爱好，唯一的爱好就是对着书本和公式沉思默想，他甚至可以连续几个星期足不出户思考问题，其间唯一的休息就是散步。
（狄拉克在授课）
狄拉克
爱因斯坦想先想到的人
1902年，狄拉克出生在英国布里斯托尔小城，父亲非常专制、偏执，规定孩子们只能讲法语，并反对一切社交，整个家庭显得非常沉闷、冷酷。本该天真烂漫的孩子却孤僻寡言、不善交际，更别提接触音乐、文学、艺术。长大后，沉默寡言成为狄拉克根深蒂固的性格，他不喜欢和别人打交道，很少主动说话，不喝酒、不抽烟，偶尔去看场电影。玻尔曾评价狄拉克“所有物理学家中最纯洁的灵魂”，潜台词也许是“所有物理学家中最孤独的灵魂”。
狄拉克的“孤独”并不是拒绝交流合作，而是坚持独立思考、思想深邃，他的这种可贵品质受到同时代物理巨擘的欣赏与信任。1933年，爱因斯坦筹建新泽西州普林斯顿高等研究院时，当被问及希望谁加入团队，爱因斯坦脱口而出的第一个名字是狄拉克。
狄拉克
名垂青史的方程式
21岁时，狄拉克年进入剑桥大学，接触到量子力学，他用了不到3年的时间，就跻身于量子物理一流研究者的行列，就能与玻尔、海森堡和泡利比剑争锋了。当时，从事量子物理研究的有黄金三角：哥本哈根、慕尼黑、哥廷根，科学家们都是联合作战，而狄拉克则是孤军奋战。
（众多物理巨擘合照）
在研究生涯中，狄拉克经历了两次低潮：
第一次，狄拉克了解海森堡关于矩阵力学的设想后，计算出了结果，他将结果寄给海森堡，海森堡复信：“先生，您迟到了，结果已由德国由波恩和约尔做出”。
第二次，狄拉克出色地证明了矩阵力学和氢分子实验数据的吻合，不过，命运又一次和他开玩笑，他比泡利相同的研究成果公布仅仅慢了五天。
后来，命运终于垂青于这位刻苦勤奋的科学家，狄拉克发现了名垂青史的狄拉克方程式，并因此获得诺贝尔奖。
反物质
我国科学最新进展
物理学家认为，我们周围环境中的物质是正物质，它由原子组成，原子由带正电的质子和带负电的电子以及中性的中子组成。然而，每一种粒子都有一个与之相对的“反粒子”，由带负电的反质子和带正电的正电子组成的物质就是反物质。反物质研究在高能物理、宇宙演化等方面属于理论前沿，同时也具有重要应用价值，比如，正电子断层扫描成像PET－CT在癌症诊断等方面已在国内广泛应用。
理论认为，反物质只要和正物质相遇就会湮灭，因此难以产生和保存，目前科学家很难在宇宙中找到反物质，转而在实验室的极端条件下尝试获取，这也成为物理学领域的热点和难点。1932年，由美国物理学家卡尔·安德森通过对宇宙射线的磁场偏转和轰击在实验中证实了电子的反粒子，即正电子的存在。随后，科学家们又发现了负质子和反中子等多种反物质。为了获得更高质量的正电子源，长期以来，中外科学家们一直在探索“利用激光产生反物质”的有效方法，为了利用激光获得反物质——超快正电子源，上海光机所经历了长达15年的持续研究。
强场激光物理国家重点实验室研究员沈百飞介绍，此次反物质的获得经历了一个相对复杂的过程和优化：首先将飞秒拍瓦激光装置与高压气体靶进行相互作用，产生大量高能电子；高能电子再和高原子序数材料靶（如铜、金）相互作用，产生高强度伽马射线；伽马射线再和高原子序数原子核作用产生正负电子对。
“正电子谱仪”是获得反物质的“功臣”。沈百飞表示，经过特殊设计的正电子谱仪，成功解决了伽马射线带来的噪声问题，利用正负电子在磁场中的不同偏转特性，最终成功观测到了正电子。
据了解，获得反物质超快正电子源将对激光驱动正负电子对撞机等具有重要意义。未来，在高能物理、材料无损探测、癌症诊断技术研发领域有应用前景，由于其脉宽只有飞秒量级，可使探测的时间分辨大大提高，有望获得更高分辨率的正电子成像，进而研究物质性质的超快演化。
内容综合自：光明日报03月13日03版《我国科学家成功利用超强超短激光获得“反物质”》、蝌蚪五线谱
本期编辑：孙嘉靖、兰亚妮
