科学家误入风暴 见证奇妙“反物质云”

2015年05月15日07:27   参考消息网    收藏本文     

  参考消息网5月14日报道 外媒称,2009年8月21日,一群乘坐大气研究飞机的物理学家误入风暴之中,突然被一片反物质云包围。

  据西班牙《阿贝赛报》网站5月13日报道,从那以后,研究人员就试图解开反物质云的神秘面纱,解释这个让人费解的不寻常现象。现在6年过去了,虽然仍不能确定产生这一现象的原因,但研究人员在英国《等离子体育物理杂志》双月刊上撰文解释几种可能性。

  美国新罕布什尔大学物理学家约瑟夫·德怀尔当时与几位电子研究专家一起乘坐飞机,为了便于工作,他们在乘坐的湾流V型飞机上安装了一个粒子探测器。

  飞行途中一切看似正常,直到飞机正好经过一场极其猛烈风暴云的上方。飞行员把方向转向雷达显示的格鲁吉亚海岸方向。但德怀尔回忆说,“事实上当时我们面对的是风暴正面,而我们的飞机正在穿过风暴”。飞机剧烈摇晃,并突然开始坠落,“我以为我们就要死了”。

  在那痛苦的几分钟内,仪器开始显示出一些不同寻常的东西。事实上飞机当时被一片根本不应该在那里出现的“正电子云”(与电子相反的反物质粒子)包围。这片云大约有两公里长。

  迎面撞入不存在其他相关物理现象(例如强烈发射的伽玛射线)的正电子云让人完全想象不到,而且在物理上也解释不通。“突然之前,我们周围的正电子数目骤然增加,并在飞机周围形成一片云,这是很难解释也很难理解的现象”。 

  众所周知,风暴有时会产生能量巨大的伽玛射线闪电,闪电在与空气互相作用时会产生成对的电子和正电子。但是出现正电子必须要与伽玛射线的大量增加相吻合。德怀尔解释说,“如果出现正电子,我们应该看到放射出明亮的伽马射线,但是我们当时唯一看到的首先是一片正电子云,然后在大约7公里之外又看到一片正电子云。后来我们才看到一道明亮的伽马射线亮光,而这已经没有什么意义了”。

  加利福尼亚大学专家戴维·史密斯表示,“我们预计风暴会产生某种形式的辐射,但想不到是这样。我们甚至不知道这是本来就有的自然现象,还是因为有飞机进入的缘故”。

  (除了暗物质以外)宇宙中存在两种不同的物质:正常物质和反物质,除了电荷不同,这两种物质其实是相同的。每个正常粒子都对应一个反粒子,而与电子对应的就是正电子。当物质与反物质相撞,两者会立即湮灭,释放出伽马射线。

  德怀尔表示,他们的奇怪经历显示出未知风暴世界的一个新信息,这是一个伽玛射线的天地,现在知道它同时也是奇怪的反物质云的天地。

  对突然出现的正电子的一种可能解释是,飞机在某种程度上影响了风暴的电子环境,但德怀尔认为这也是非常罕见的。还有一种解释是,“黑暗闪电”制造了大量正电子,当时研究人员看到的可能是一种“黑暗闪电”。“黑暗闪电”是风暴内部释放电子的一种奇怪方式,它与正常闪电交替产生。在黑暗闪电中,高能量粒子的速度很快,可能会产生有助于电场释放的正电子。

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文章关键词: 反物质云风暴

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