不露真面目的反物质

一枚硬币有正面和反面，一面是国徽，另一面是1角、5角等字样。人照镜子，“自己”是“正人”，镜中的像是“反人”，左手在镜中成了右手。

由此推论，如果水是正水，有没有反水呢？氢气是正氢，那么，有没有反氢呢？照此类推，似乎有点荒唐，至少是不可思议。

水和氢都是物质，再问一句，既然有物质，有没有反物质呢？

答案出人预料，十分肯定地说，有反物质！

反物质！一时想不明白，一句话也说不清，还是从头说起吧。现代物理的研究，对物质的结构已相当深入，知道了物质是由原子组成的，原子也有自己的结构，外层是电子，内核有质子和中子。

电子的性质也是清楚的，测出了电子的质量，知道它带有负电荷。大家也知道，电子只此一种，没有别的什么电子。到了1928年，英国物理学家狄拉克出来说，电子有两种，两种电子的质量都相同，只是带有的电荷不同，除了带负电荷的，还有带正电荷的。这两种电子，恰好一正一反，大家熟悉的电子带负电荷，是正电子，带正电的正电子反而叫反电子。

狄拉克的话，听起来别扭。可是，他说，我有理论根据，并且列出了方程。在尚未发现反电子以前，大家半信半疑。没料想，两年以后，美国物理学家安得森果然发现了正电子。安得森专门研究从外层空间射来的宇宙线，研究的方法很巧妙，能使微小的粒子在云雾室留下径迹。仔细地观察这些径迹，弯曲的方向都与电子相同，猛然间，却发现有些微小粒子的径迹却与电子相反。一种径迹弯向左方，另一种弯向右方，一正一反。

安得森认为，这正是狄拉克两年前预言的正电子，也就是反电子。狄拉克的预言被证实以后，他于1933年得到了诺贝尔物理奖。领奖时，他又预言可能存在反质子。

这一预言，过了12年终于得到证实，反质子被发现了。质子和反质子的质量和电量完全相同，只是质子带正电，反质子带负电。

不久以后，人们发现了反中子，中子不带电，怎么区分正反呢？中子有一个性质，会自旋，就像地球自转一样。中子和反中子自旋的时候，方向各不相同，一个左旋，一个右旋。后来，人们还发现一些各种各样的反粒子。

反粒子发现得多了，人们很自然会设想，物质是由电子、质子和中子组成，那么，把反电子、反质子和反中子配成套就应该能组成反物质了。物理学家设计好方案，然后进行了实验，终于得到了结构比较简单的反氘。氘是氢的同位素。后来，又得到了反氦的同位素反氦核，反氘和反氦核都不能长期存在。这说明宇宙间的的确确存在着反物质。反物质的设想并不荒唐，只是不可思议。

人的疑问总是没有尽头，关于反物质，至少有两个疑问要追问下去。

首先要问，到哪里去寻觅反物质？其次要问，反物质能不能长期存在？

这两个问题相互有关联。在我们周围的世界里，反物质只要一露头，立刻就会与正物质相结合，并且迅速地湮灭。于是，人们只好把眼光从地球移向宇宙。狄拉克就说过，在地球上，太阳系中，正物质占优势，但对某些星球来说，可能有一半是由反物质构成的。

狄拉克的这个预言过于大胆了，猜想多于分析和推理。不过，仍然有人认为，宇宙是如此广阔，在太阳系以外，银河系以外，没准就存在着完全由反物质组成的星系。在这些星系里，正物质反倒是非常罕见的了。

有人说存在着反物质组成的星系，也有人反对，各说各的理。科学的讨论，必须以事实为依据，只有通过观测，找到了证据，才能判定正方或反方的结论是否正确。但是，今天的观测手段还无法把物质和反物质区分开来，从远方的太空射来的星光，不论正反物质，光谱完全相同。这样宇宙深处是不是存在反物质星系，就成了一个谜。

回头再来看看地球上的反粒子，也仅出现在实验室中。实验室以外，难寻踪迹。主要是反粒子太不稳定，前面说过，反粒子一遇到正粒子，一瞬间即相互湮灭。现在要补充一点，湮灭不是简单地消失，而是转化为光子，放出巨大的能量来。1克反物质和物质相撞湮灭的时候，放出的能量相当于世界上几个最大水电站发电量的总和。

这么巨大的能量，又为通古斯大爆炸提供了一种新的解释。1908年6月30日，中西伯利亚的通古斯发生了一次空中大爆炸，将2000平方千米的松林夷为平地，强烈的爆炸力推倒了400千米以外的墙壁……

据推测，爆炸的当量相当于1000万～1500万吨TNT炸药，爆炸的能量大得惊人！

这个能量从哪儿来？提出的解释有20多种，有说天外来客的，有说是外星宇宙飞船失事的，有说彗星碰上了地球的……如今又出现了一种新说法，说是天外飞来了一块由反物质组成的陨石，在通古斯河上空，反物质与物质遭遇湮灭，放出巨大能量造成了大爆炸。造成大爆炸的反物质不超过30克，湮灭过程仅是1／2000秒。

反物质仍然有些神秘，有人已经在设想利用反物质，计算出只需要10毫克反物质，就能把宇宙飞船送上天。

但是，要利用反物质，就必须首先找到反物质。在地球上，人们尚未找到可利用的反物质，即使找到了，也不知道怎么去利用它。

不过，1997年曾有报道说，在地球之外，十分遥远的银河系中心（距地球2．5万光年）存在着一个反物质源，它喷射出一个“反物质喷泉”，高达2940光年。把反物质源描绘成喷泉的科学家，多少有点浪漫。而另一些科学家则认为，由于物质和反物质湮灭，产生了大量热气云，那是一个“毁灭源”。

总之，那里存在着剧烈的活动，反物质的大量存在将改变人们对银河系的认识，打开又一个未知世界的大门。