中國科學家利用超強超短激光成功獲得“反物質”

原標題：我國科學家利用超強超短激光成功獲得“反物質”

新華社上海3月10日電 （記者王琳琳）記者從中國科學院上海光機所獲悉，該所強場激光物理國家重點實驗室近日利用超強超短激光，成功產生反物質——超快正電子源，這一發現將在材料的無損探測、激光驅動正負電子對撞機、癌癥診斷等領域具有重大應用。相關研究成果已于近日發表在《等離子體物理》雜志上。

每一種粒子都有一個與之相對的“反粒子”。1932年，由美國物理學家卡爾·安德森在實驗中證實了電子的反粒子，即正電子的存在。1936年，安德森因發現正電子而獲得該年度的諾貝爾物理獎。反物質研究在高能物理、宇宙演化等方面具有重要意義，同時也具有重要應用，比如，正電子斷層掃描成像在癌癥診斷等方面已廣泛應用。

長期以來，科學家們一直在探索“利用激光產生反物質”的有效方法，為了獲得反物質——超快正電子源，上海光機所經歷了長達15年的持續研究。

強場激光物理國家重點實驗室研究員沈百飛介紹，此次反物質的獲得經歷了一個相對復雜的過程和優化：首先將飛秒拍瓦激光裝置與高壓氣體靶進行相互作用，產生大量高能電子；高能電子再和高原子序數材料靶（如銅、金）相互作用，產生高強度伽馬射線；伽馬射線再和高原子序數原子核作用產生正負電子對。

“正電子譜儀”是獲得反物質的“功臣”。沈百飛表示，經過特殊設計的正電子譜儀，成功解決了伽馬射線帶來的噪聲問題，利用正負電子在磁場中的不同偏轉特性，最終成功觀測到了正電子。

據了解，獲得反物質超快正電子源將對激光驅動正負電子對撞機等具有重要意義。未來，在高能物理、材料無損探測、癌癥診斷領域有應用前景，由于其脈寬只有飛秒量級，可使探測的時間分辨大大提高，進而研究物質性質的超快演化。