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下一代激光器可讓“幽靈粒子”顯形
俄羅斯國(guó)立核研究大學(xué)的亞歷山大·費(fèi)德羅夫及其同事在即將發(fā)表于一期《物理評(píng)論快報(bào)》上的研究論文中說(shuō),，根據(jù)他們的計(jì)算,，一個(gè)強(qiáng)大的激光器可將出的*正負(fù)電子對(duì)加速到很高的速度,，從而讓它們發(fā)光，這道光再與激光“合力”,，產(chǎn)生更多的電子對(duì),。而這正是量子力學(xué)在20世紀(jì)30年代的一種預(yù)言。

　　量子力學(xué)的不確定性原理意味著,，宇宙空間并不是真的空無(wú)一物,。相反，宇宙的隨機(jī)波動(dòng)使之變成了“一鍋熱騰騰的粒子湯”,，電子以及其對(duì)應(yīng)的反物質(zhì)正電子就在其中,。通常情況下，這些粒子一碰到其反物質(zhì),，彼此都會(huì)瞬間湮滅于無(wú)形,，我們根本來(lái)不及一睹其真容。不過(guò),，物理學(xué)家在20世紀(jì)30年代曾經(jīng)預(yù)言,，一個(gè)非常強(qiáng)大的電場(chǎng)可以讓這些“幽靈粒子”顯露形跡。由于這些粒子帶有相反的電荷,，電場(chǎng)可以將它們推往相反的方向,，使它們分開(kāi)而不至于同歸于盡。

　　而能夠產(chǎn)生強(qiáng)大電場(chǎng)的激光器就是完成這項(xiàng)任務(wù)的理想“人選”,。1997年,美國(guó)斯坦福直線加速器中心的物理學(xué)家們利用激光成功出了正負(fù)電子對(duì),，不過(guò)當(dāng)時(shí)一次只能產(chǎn)生一個(gè)正負(fù)電子對(duì)?，F(xiàn)在，科學(xué)家通過(guò)計(jì)算表明,，下一代功能更強(qiáng)大的激光器可以通過(guò)啟動(dòng)連鎖反應(yīng),，捕捉到數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的正負(fù)電子對(duì)。

　　俄研究小組的計(jì)算表明,，對(duì)于一臺(tái)可將大約1026瓦的能量聚焦于一平方厘米范圍的激光器而言,，這樣的連鎖反應(yīng)能夠有效地將其激光轉(zhuǎn)變成數(shù)百萬(wàn)個(gè)正負(fù)電子對(duì)。

　　該研究論文的合作者,、德國(guó)馬普量子光學(xué)研究所的喬治·科恩稱,，*個(gè)擁有如此強(qiáng)大功能的激光器或許于2015年由歐洲*激光設(shè)施項(xiàng)目建成，不過(guò)之后還需幾年時(shí)間完成必要的升級(jí)才能達(dá)到每平方厘米聚焦1026瓦的能量,。

　　美國(guó)普林斯頓大學(xué)的柯克·麥克唐納表示,，能夠產(chǎn)生大量正電子的能力對(duì)于粒子加速器非常有用，比如提議新建的直線對(duì)撞器,，其能夠以*的能量使電子和正電子一起粉碎,，模擬宇宙誕生瞬間的高能量場(chǎng)景。

　　目前用于大批量正電子的標(biāo)準(zhǔn)方法是將一塊金屬片上的高能電子束點(diǎn)火,，以產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)。有專家認(rèn)為,，與之相比,，*激光器利用連鎖反應(yīng)來(lái)正電子的成本過(guò)于高昂。
下一代激光器可讓“幽靈粒子”顯形