新华报业网讯 宇宙诞生之初，曾经产生等量的物质与反物质，然而出于某种原因，当今世界均由物质构成。反物质哪儿去了？从人类80年前证实存在带有正电的“反电子”以来，科学家们一直在苦苦寻觅反物质的“芳踪”。在北京时间25日凌晨发行的国际顶尖学术刊物《自然》上，中外科学家宣告发现迄今为止最重的反物质——“反氦—4”。这一成果，被誉为寻找反物质道路上的重要里程碑。
反物质究竟为何物，人类为何对其如此着迷？
“反物质，就像是平时咱们常见物质的‘镜像’，从根本上说，反物质就是物质的一种倒转的表现形式。至今，反物质都是物理学领域的一大谜团。”南京大学物理学院一位教授介绍说，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。与此相反，由带负电的质子和带正电的电子组成的物质就是反物质。
由于反物质只要和正物质相遇就会“湮灭”，因此虽然现行理论认为宇宙从大爆炸诞生时产生了等量的正物质和反物质，但眼下，我们很难在宇宙中找到反物质。因此，寻找和研究反物质也成为物理学领域的热点和难点。
有专家比喻说，反物质就像是“宇宙浪子”，抓住它“难于上青天”。此次运用位于纽约长岛的美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机，中外科学家让两束接近于光速的金原子核进行对撞，模拟极小尺度内的“宇宙大爆炸”，造成与宇宙演化之初相似的物质形态。科学家们在万亿分之一秒的瞬间，在上万亿度的高温中，成功捕捉到“反氦—4”，得来殊为不易。“反氦—4”将在未来很长一段时间内保持“最重反物质”的桂冠，因为根据预测，产生下一个更重的稳定反物质原子核，可能性仅仅为“反氦—4”的百万分之一——以现有加速对撞器技术，几无实现的可能。
“找到反物质，对于人类认知研究宇宙的形成将起到‘指南针’的作用。”江苏省天文学会秘书长李旻告诉记者，一直以来，人们对宇宙的婴儿期充满好奇：为何当初“成双成对”产生的正反物质，最终由正物质占了绝对优势？
深入研究反物质，是解开宇宙起源之谜的重要环节。李旻说，反物质世界就像是“宇宙的镜子”。很多科学家都认为，世界有阴就有阳，有正即有负，然而，在人类已知3000万光年的范围内，都没有发现反物质天体。但理论相信，极早期宇宙中正反物质应当等量。这样，人类需要做的事，就是推演出宇宙如何从正反物质等量的状态过渡到正物质为主的全过程，以更精确地感知宇宙的来龙去脉乃至人类自身的走向，还可以为人类今后寻找地外生存空间奠定基础。而寻找到反物质，并且了解反物质“湮灭”的过程，无疑将成为揭开这一亘古秘密的“钥匙”。所以，人们对此次中外科学家得到的“反氦—4”才如此关注——这是人类迈出的重要一步。
“人类热衷于捕捉反物质，还受到巨大能量的诱惑。”中科院南京紫金山天文台研究员王思潮告诉记者，根据爱因斯坦的质能方程，当正反物质相遇湮灭时，所有质量都在一瞬间转变为巨大能量，远远超过了核裂变、核聚变，而且不会产生核污染。
“反物质还是宇宙航行最理想的燃料，它能帮助人类轻松地进行星际旅行。因为在漫长的宇宙飞行中，宇宙飞行器有限的燃料舱中，难以储存数量巨大的常规燃料，而只要有针尖一点儿反物质，其能量就可以把宇宙飞船送上火星。”王思潮笑言
