lhc成果

1. 争议中的大型对撞机，该不该建造呢为啥争议这么大

首先，建造大型对撞机研究的是高能物理领域，不过，论实验精度来说，凝聚态物理要比高能物理强很多，不如花这个钱去研究可以改善民生、改变生活的凝聚态物理了，可以让材料科学更进一步。而建造对撞机呢，很难在人类生活中体现出来它的作用，需要的时间还是很久的。

有人看到这样的说法肯定会反驳，认为这是目光短浅的看法，可是，事实情况是，即便建造了这个大型对撞机，又可能会发现出什么成果呢？

就我个人的看法来说，我是站在杨老一方的，从国际上建造对撞机的历史经验来看，前期建设与后期投入确实会花很大一笔钱，像是一个无底洞，当时美国建设的对撞机项目中途被叫停了，可是并没有影响美国的科技强国地位，而欧洲多国合作建设的LHC项目，虽说做出了重要的成果，但从更大的方面来看，持续落后于美国，且差距还在拉大，以上就是我的个人看法。

2. 07年中科院杰出科技成就奖获得者是谁

个人：3名

潘建伟

工作单位：中国科学技术大学

主要科技贡献：在世界上首次成功地制备了三光子、四光子、五光子纠缠态，并由此首次完成了三光子和四光子GHZ定理的实验验证。在连续变量的Bell定理、两粒子GHZ定理的证明以及多粒子纠缠分类等理论研究方面取得了重要进展。首次成功地实现了量子态隐形传输以及纠缠交换；在发现线性光学纠缠态纯化理论方案的基础上，首次成功地实现了高精度的纠缠态纯化；首次实验实现五光子纠缠和终端开放的量子态隐形传输，这是迄今为止量子纠缠的世界记录。首次实验实现了未来长程量子通讯的关键器件——量子中继器；实验实现了13公里自由空间纠缠光子分发，这是目前国际上自由空间纠缠光子分发的最远距离，也是目前国际上没有窃听漏洞量子密钥分发的最大距离。

李 灿

工作单位：中国科学院大连化学物理研究所

主要科技贡献：在光谱上鉴别了表面超氧和过氧等分子离子氧物种以及在低温下观察到甲烷在催化剂表面形成的活化吸附态；在国际上最早将紫外拉曼光谱应用于催化研究，筹建了国内第一台用于催化材料研究的紫外共振拉曼光谱仪；在表面上和纳米孔中合成手性催化材料；发展了用于超深度脱硫的乳液催化技术。发表正式论文260余篇，申请中国发明专利30余件(12件已授权)。获得中科院自然科学奖二等奖和国家发明二等奖，2004年获得“International Catalysis Award”。李灿现任催化基础国家重点实验室主任、大连化学物理研究所学位委员会主任、中国化学会催化委员会主任、国际催化学会理事会副主席，2003年当选中国科学院院士。

常文瑞

工作单位：中国科学院生物物理研究所

主要科技贡献：主持完成了“菠菜主要捕光复合物(LHC-II)的晶体结构”测定，研究结果于2004年作为Article论文并以封面形式在《NATURE》杂志发表。成果的主要内容是：1)在2.72?分辨率测定了重要光合膜蛋白LHC-II的晶体结构，发现了膜蛋白结晶的第三种类型；2)建立了包括膜蛋白、色素分子和脂分子在内的蛋白脂质体的完整的LHC-II结构模型，提供了近三万个(29038)独立的精确的原子坐标；3)首次基于精确的结构数据对高等植物的光能吸收、传递和光保护等热点问题进行了探讨。《NATURE》评审专家认为“这些研究成果代表了一大突破”，是“光合作用研究的一大跨跃”。这是我国科学家独立自主完成的第一个膜蛋白的晶体结构，填补了我国在膜蛋白三维结构研究领域的空白。该成果被两院院士评为2004年度中国科技进展十大新闻。

3. 赵政国的学术成果

1998年－2001年，在BES主持完成了R值测量课题，将2-5GeV能区的R值精度提高2-3倍。测量结果已被邀请在三十多个重要国际会议上报告，受到高度评价。在PRL上发表的两篇与R值测量相关的论文，其引用率在SLAC数据库中被标记为“Top Citation”。作为第一获奖人获得2002年北京市科学技术一等奖、2003年中国科学院杰出科学成就奖和2005年国家自然科学二等奖。
1999年至2001年，作为BES国际合作组发言人，完成了5800万J/psi事例的获取，为目前世界上最大样本。组织完成了第一版本“BESIII and its physics goal”设计报告。
2006年代表CERNLHC上的两大实验主探测器ATLAS和CMS,在国际高能物理大会上做题为”Diboson proction and triple gauge coupling at LHC”的报告。

4. 北京正负电子对撞机的工程成就

从1999年开始，北京正负电子对撞机未来发展的预先研究已经开始。改造工程最初计划采用单环方案，使用麻花轨道实现多束团对撞，亮度提高一个数量级左右。但由于受到BEPC丰硕科研成果的吸引，2001年美国康奈尔大学把一台原先在高能量下运行的对撞机转到BEPC的能区工作（称为CESRc），主要设计指标对撞亮度与BEPC改进升级的目标相同。但是他们采用短平快的方法，声称能在2～3年内达到设计目标。实际上，他们的短平快方法并不成功，CESRc只达到了设计性能的1/5到1/8。
“然而在当时，如果BEPCII不改变方案，大幅度提高效能，我们将失去国际竞争力。”陈和生介绍，面对严峻的竞争，为了继续保持在国际高能物理研究上的优势，中国科学家接受挑战，迎难而上，提出了新的改造方案。
采用最先进的双环交叉对撞技术改造对撞机，设计对撞亮度比原来的对撞机高30～100倍，远高于康奈尔大学对撞机，使BEPCII将在世界同类型装置中继续保持领先地位，成为国际上最先进的双环对撞机之一。这个方案的验收指标是将性能提高30倍，难度极大。
这个方案得到了科学界的支持和国家的批准，并在2004年初开工建设，称为北京正负电子对撞机重大改造工程。研究人员在参考国际先进的双环方案的基础上，根据“一机两用”的设计原则，巧妙地利用外环提供同步辐射光，并将硬X光的强度提高了一个数量级，满足广大同步辐射用户的需求。
BEPCII工程于2004年1月动工，计划工期5年，改造的主要目标是提高对撞机的性能，使粲物理数据增加两个数量级。
“我们边建设边提供同步辐射光，创国际先例。”陈和生说，尽管工程建设和调束的时间十分紧张，高能所仍坚持以国家需求为己任，考虑到上海同步辐射光源尚未建成，为了保证国内广大同步辐射用户研究工作的需要，主动将工程建设分为三个阶段：直线加速器改造、储存环改造和探测器改造，并克服重重困难，在每个阶段都插入同步辐射运行，最大限度地减少工程对同步辐射用户造成的影响，创造了在大型加速器的建设过程中提供同步辐射专用光服务的国际先例。
2009年4月下旬，开始本轮调束前，BEPCII/北京谱仪III进行物理数据采集，仅用不到一个月的时间，就获得了1亿 ψ（2S）衰变事例，是目前世界上最大的在ψ (2S）共振峰上采集的数据样本，数据质量非常好。而改造前获取1400万事例要用三个多月的时间。
“BEPCII挑战加速器建设和调试的难度极限。”陈和生透露，国际上成功的双环电子对撞机的周长一般在2公里以上，而北京正负电子对撞机（BEPC）储存环的周长短，只有240米。隧道原来是给单环设计的，空间狭小。国外成功的双环对撞机是在80米距离内实现电子对撞再分开，BEPCII的对撞区非常短，必须在28米内实现。
其次，多项先进技术为首次应用。为了继续保持在τ—粲物理能区的先进性，工程采用大量国际上的顶尖技术，而许多技术、设备是国内从未有过的，而高能物理对撞机的加工精度往往比航天、航空领域的要求还要高。比如，对撞机必须使用多种先进的超导设备，大多为国内从未有过的，并为此建立大型氦低温系统。其他首次应用的技术还有加速器建造中的横向反馈系统、超导高频系统、超导磁铁、全环轨道慢反馈、束团流强检测控制，探测器建造中的高分辨率晶体量能器、小单元氦基气体漂移室、大型螺线管超导磁体、阻性板室（RPC）等。
据悉，BEPCII对撞亮度达到验收指标的消息传出，世界各大实验室的加速器专家，如欧洲核子研究中心（CERN）的副所长Steve Myers、大型正负电子对撞机LEP和大型强子对撞机LHC的调束运行负责人CERN的Paul Collier博士、美国布鲁克海文实验室（BNL）的著名加速器专家翁武忠博士、美国斯坦福直线加速器中心（SLAC）的赵午教授等纷纷在第一时间发来邮件表示祝贺。

5. 欧洲核子研究组织的科学成就

欧洲核子研究组织所举行的实验在粒子物理学中的重要成就。这是其中几项：
● 在1973年，Gargamelle气泡室发现了中性流。
● 在1983年，UA1和UA2发现了W 及 Z 玻色子。
● 意大利鲁比亚(Carlo Rubbia）和荷兰范德米尔(Simon van der Meer）获得1984年的诺贝尔物理学奖。
● 夏帕克（Georges Charpak）获得1992年的诺贝尔物理学奖。
● 2011年9月23日，参与实验的瑞士伯尔尼大学的物理学家伊雷蒂塔托等人声称：一种称为中微子的亚原子移动的速度比光速快了60纳秒，若该研究成果获得科学界的确定，将改写爱因斯坦在1905年发表的狭义相对论中提出的“光速为宇宙中最快速度”的理论，但在CERN于2012年2月23日所发布的报告中指出这一结果有误差，而误差源于为GPS同步提供时间戳的振荡器步进过快和用于将GPS信号输出到原子钟的光缆没有正确连接；后来在研究团队内的不信任投票通过（团队内有超过30个重要成员投了不信任票）后伊雷蒂塔托等人也为此引咎辞职。
●2012年7月4日，欧洲核子研究组织（CERN）宣布，大型强子对撞机（LHC）的紧凑渺子线圈（CMS）探测到质量为125.3±0.6GeV的新玻色子（超过背景期望值4.9个标准差），超环面仪器（ATLAS）测量到质量为126.5GeV的新玻色子（5个标准差）。2013年3月14日，其发布新闻稿表示，于12年7月4日探测到的新粒子是希格斯玻色子。

6. 人类探索微小世界的成果

老实说在下对此一窍不通，只是出于好奇长期订阅了《飞碟探索》和《科幻世界》两本杂志，恰巧在2010.3期上有一篇小庄：《世界需要对撞机》的文章。文章提到了近一个世纪以来人类发现的几种粒子，1919年，英国科学家厄内斯特.卢瑟福用天然放射源中的高速a（应该是阿尔法）粒子束作为“炮弹”轰击金属箔，实现了人类科学史上第一次人工核反应，发现了质子的存在。1977年美国费米实验室发现了底夸克（夸克是够成质子、中子等亚原子粒子的其本单元，其中顶夸克和底夸克是质量最大的），1995年费米实验室利用新一代高能量粒子对撞机（Tevatron），成功的捕获到了顶夸克的踪迹。目前欧洲核子中心（CERN)利用在法瑞边境建造的大型强子对撞机（LHC),和美国费米实验室的高能对撞机(Tevatron)都在着力探索寻找希格斯玻色子的存在（这种粒子能够解释为什么宇宙中的所有物质都有质量，是粒子标准模型中迄今唯一没有找到的一种）
在文章中就获得这些有关粒子的信息，以下是在网络搜索的信息。

W 及 Z 玻色子是负责传递弱核力的基本粒子。它们于 1983年在欧洲原子能研究中心（CERN）被发现的。这一发现被认为是粒子物理中的标准模型的一大胜利。W 玻色子是因弱核力的“弱”（Weak）字而命名的。而 Z 玻色子则半幽默地因是“最后一个要发现的粒子”而名。另一个说法是因 Z 玻色子有零（Zero）电荷而得名。
中子是1932年B.查德威克用a粒子轰击的实验中发现，并根据E. 卢瑟福的建议命名的。 中子是不带电的基本粒子，静止质量为1.675×10^-27kg,它的半径约为O.8×10^-15m，与质子大小类似。中子常用符号n表示。

个人认为：其实直线粒子“加速器”和粒子“对撞机”的发明建造本身，就是人类在探索微观世界领域的一大成就，1927年25岁的奥斯陆人罗尔夫.维德罗（1920——1996）制造出了世界上第一台直线加速器。迄今为止世界各国已经建造了27个大型对撞机，毫无疑问，对撞机将对人类在微观世界探索发挥巨大的作用。

7. 现在人类在探索微小世界方面已经取得了哪些丰硕成果

食品工业:人们通过观察研究知道有的微生物对人有益，利用它们可改善我们的生活。比如酿酒，制作酱油、醋、霉豆腐、泡菜、奶品、面包、馒头、腊肉等都要依靠微生物。其中利用酵母菌发面的原理是:酵母菌分解面粉里的糖类，排出二氧化碳。二氧化碳在加热时体积急剧膨胀，从而使馒头、面包内部疏松多孔。
农、林业方面:农、林业上进行品种改良，提高产品的数量和质量，也充分利用了放大镜和显微镜的作用，如袁隆平的杂交水稻培育。杂交水稻要在水稻花的花蕊上进行，水稻开的花很小很小，因此寻找雄性不育的野生稻和进行杂交工作都必须利用放大镜和显微镜。杂交水稻培育成功，不仅在很大程度上解决了我国人民的吃饭问题，而且也是解决21世纪全球粮食问题的法宝。
土壤的改良和净化:土壤中有许许多多的微生物，主要有细菌、真菌、放线菌、藻类和原生动物，它们与土壤肥力有关，有的能把生物尸体分解为植物需要的营养，有的能和生物共生，起到固氮的作用。比如在豆科植物根部生长的许许多多小圆球是根瘤菌，根瘤菌吸收并固定大气中的氮提供给植物作为肥料，同时吸收植物中的碳水化合物作为自身的营养。科学研究证明，每公顷大豆在其一生中能够固定氮素102千克(折合成硫酸铰是510千克)。因此，人们把豆科植物的根瘤比喻成巧妙的生物固氮工厂。如果土壤中有了大量的根瘤菌，可少施或不施氮肥，还能提高土壤肥力，同时还能节约由于生产氮肥需要的电力以及减少水质和土壤的污染。在古代，我国劳动人民就知道豆类植物具有肥田的作用，并大量进行人工培植和使用。日前在我国西部大开发的建设中，一些农业微生物学工作者，大力提倡在西部沙漠、戈壁、荒坡多种植豆科树、草，增加土壤肥力，绿化荒山荒坡，防止水土流失，促进农、林、牧业的发展。世界上有不少科学家在对根
瘤菌进行研究方面取得了新的成就，如日本科学家在世界上首次破译了一种控制根瘤菌数量的遗传基因密码，这将使在贫痔的土地上培育出不需施肥的作物成为现实。
因化肥、农药、除草剂过量使用导致的农田土壤污染已成为重病沉疾，而土壤污染带给水果、蔬菜、粮食的污染以及对人类造成的危害更不可低估。净化土壤，也要靠微
生物发挥作用。
污水和垃圾处理:微生物在自然界中，还扮演着另一个十分重要的角色一污水和垃圾的处理者。几乎所有的污水处理都是靠微生物的作用完成的。污水和污物处理中既需要微生物分解和除掉各种有害物质，还要靠微生物进行除臭。污水与污物的处理速度、处理效果取决于微生物的种类和功能。
微电子技术:显微技术还促进了微电子仪器的研制。美国的科学家已研制成功一种微型电动马达。这种微型马达直径仅0. 07毫米，厚度是0. 25毫米。有了这种微型马达，将来人们大约可以制造大批在人体内运行的装置，担负运输和清除有害物质的工作。

8. 欧洲大型强子对撞机的实验结果怎样

欧洲核子研究中心（CERN）3月30日宣布，跨越日内瓦市郊瑞士法国边界的大型强子对撞机（Large Hadron Collider，简称LHC）上，总能量为7万亿电子伏特的两个束流对撞，在发生两次故障后最终获得成功。这是世界上目前能量最高的对撞。

资料来源于： http://scitech.people.com.cn/GB/11264642.html 此次对撞实验首次向媒体开放48小时。中国科学院高能物理所CMS（紧凑缪子线圈）实验远程控制中心通过网络向媒体直播了对撞实验过程。

“此次对撞成功，标志着LHC的物理研究的开始，标志着一个激动人心的粒子物理新时代的到来。”中国科学院高能物理研究所粒子天体物理中心研究员陈国明说。

据悉，对撞的两个束流，每个束流带两个束团，每个束团由50亿个质子组成，每个质子的能量为3.5万亿电子伏特。质子的速度是光速的99.999995%（比光速慢亿分之五）。按计划，本次运行后4个月内，每个束团的质子数将上升到800亿个。

北京时间30日下午3点左右，正当记者们在高能所CMS实验远程控制中心聚精会神地观看对撞实验时，CERN传来消息：由于对撞机保护装置导致束流意外丢失，对撞未能如期实现。研究人员不得不继续对机器进行调试。

陈国明介绍，2008年的LHC实验失败，发生爆炸事故，在其后的一年多时间，CERN对LHC进行了检修和调整，并增加了保护装置。此次束流丢失正是此保护装置所致。

不过，CERN研究人员随即表示，这是他们意料之中的事情：“我们已经等了20年，可以再耐心等一会。”几个小时后，CERN研究人员想要再次进行对撞，又一次发生了故障。不过，功夫不负有心人，经过进一步调试后，北京时间30日晚上7点零6分，总能量为7万亿电子伏特的两个束流对撞成功。

“做科学实验，尤其是在能量这么高的机器上开展实验，是一件非常有挑战性的事情，不会像开party一样，客人一来就可以看到庆祝的时刻。”高能所所长陈和生向记者介绍,“LHC是世界上能量最高的机器，非常复杂，在调试过程中，由于束流丢失未能如期实现对撞，并不意味此次对撞实验失败。北京正负电子对撞机在调试过程中也经常出现束流丢失的情况，这是调试过程中碰见的正常状况。”

欧洲核子研究中心将连续运行LHC 18到24个月，以便为LHC上面的各个实验提供足够的数据来进行物理研究。这一阶段的运行过后，LHC将关机进行彻底修理，为14TeV对撞作准备。

欧洲核子中心的所长Heuer说，两年的连续运行是一个离谱的要求，但这个努力是值得的，这可以补偿前次失败所失去的时间，使物理学家们可以有机会做出他们的成果。

9. AE 粒子跟随路径

它拖拽到你要跟随的那层的某个属性上就可以了，你说的那个应该是拖拽到了轨迹层的位移属性上吧

10. 反物质究竟是个啥东东

反物质
反质子、反中子和反电子如果像质子、中子、电子那样结合起来就形成了反原子。由反原子构成的物质就是反物质。当你照镜子时，镜中的那个你如果真的存在，并出现在你面前，会怎么样呢？科学家们已经考虑过这个问题，他们把镜中那个你叫做“反你”。科学家想象很远的地方有个和我们的世界很像的世界，它将是一个由反恒星、反房子、反食物等所有的反物质构成的反世界。反物质正是一般物质的对立面，而一般物质就是构成宇宙的主要部分。

粒子物理中的反物质概念：
我们知道，把自然界纷呈多样的宏观物体还原到微观本源，它们都是由质子、中子和电子所组成的。这些粒子因而被称为基本粒子，意指它们是构造世上万物的基本砖块，事实上基本粒子世界并没有这么简单。在30年代初，就有人发现了带正电的电子，这是人们认识反物质的第一步。到了50年代，随着反质子和反中子的发现，人们开始明确地意识到，任何基本粒子都在自然界中有相应的反粒子存在。
电子和反电子的质量相同，但有相反的电荷。质子与反质子也是这样。那么中子与反中子的性质有什么差别？其实粒子实验已证实，粒子与反粒子不仅电荷相反，其他一切可以相反的性质也都相反。这里我们讨论一下重子数的概念。
质子与中子被统称为核子。人们从核现象的研究发现，质子能转化为中子，中子也能转化为质子，但在转化前后，系统的总核子数是不变的。50年代起的粒子实验表明，还有很多种比核子重的粒子，它们与核子也属同一类，这类粒子于是被改称为重子，核子仅是其最轻的代表，一般的规律是：当粒子通过相互作用而发生转化，系统中的重子个数是不会改变的。
由于重子数的守恒性，两个质子相碰是不会产生一个包含三个重子的系统的，那么反核子应当怎么产生？实验表明，反核子总是在碰撞中与核子成对地产生的。例如
p+p → N+N+N+N'+若干 π介子
其中N代表质子或中子，N'代表反质子或反中子。反核子一旦产生，它常很快与周围的某个核子再相碰而成对地湮灭。例如
N+N' → 若干 π介子
对于比核子更重的重子，情况完全一样。反重子也总是与重子成对地产生，成对地湮灭的。这些经验使人们认识到，重子数的守恒规律需要重新认识。
现在人们把重子数B当作描述粒子性质的一种电荷。正反重子不仅有相反的电荷，而且也有相反的重子数B。令任一个重子都具有重子数B=+1，则任一个反重子都具有B=-1。介子、轻子和规范子等非重子不具有重子数，即它们有B=0。重子数的守恒规律可表述为：任何粒子反应都不会改变系统的总重子数B。这表述既反映了不涉及反粒子时的重子个数不变，也概括了反粒子与粒子的成对产生和湮灭。现在我们容易理解中子和反中子的区别了，它们具有相反的重子数B，因此反中子能与核子相碰导致湮灭，而中子则不能。
此外，人们还类似地发现了轻子数的守恒性。中微子虽不带电，也不具有重子数，但它与反中微子具有相反的轻子数。按轻子数的守恒性，中微子与反中微子的物理行为也是很不一样的，实验还表明，介子数和规范粒子数是不具有守恒性的。这样我们看到，电荷只是粒子的一种属性，另外还有用重子数和轻子数等物理量刻画的其他属性。正反粒子的这些属性也都是相反的。
1928年，英国青年物理学家狄拉克从理论上首次论证了正电子的存在。这种正电子除了电性和电子相反外，一切性质和电子相同。1932年，美国物理学家安德逊在实验室中发现了狄拉克所预言的正电子。1955年，美国物理学家西格雷等人用人工的方法获得了反质子。此后人们逐渐认识到，不仅质子和电子，所有的微观粒子都有各自的反粒子。
这一系列科学成果使人们日渐接近反物质世界。然而问题并不那么简单。首先，在地球上很难发现反物质。因为粒子与反粒子碰到一起，就像冰块遇上火球一样，或者一起消失，或者转变为其他粒子。所以在地球上，反物质一旦碰上其它物质就会被兼并掉。其次，制造反物质相当困难而且耗费巨大，需要如SSC或LHC之类的高科技仪器，并且即使制造出反物质，也难以保存，因为地球上万物都有物质构成。
我们周围的宏观物质主要由重子数为正的质子和中子所组成。因此，这样的物质被称为正物质，由他们的反粒子组成的物质相应地叫反物质。从粒子物理的角度讲，正粒子和反粒子的性质几乎完全对称，那么为什么自然界有大量的正物质，而却几乎没有反物质呢？这正是我们现在要讨论的问题。
从根本上说，反物质就是物质的一种倒转的表现形式。爱因斯坦曾经根据相对论预言过反物质的存在：“对于一个质量为m，所带电荷为e的物质，一定存在一个质量为m，所带电荷为-e的物质（即反物质）”。

宇宙中有反物质天体吗？
粒子实验已证实，正反粒子的强作用和电磁作用性质完全一样，因此反质子和反中子也能结合成带负电的反原子核，反核和反电子结合在一起，就能组成反原子。我们的正物质世界有多少种原子，相应在反物质世界中也能有多少种反原子，而且它们在结构上将是完全没有区别的，延伸起来讲，大量反原子可以构成反物质的恒星和星系。如果宇宙中正反物质为等量，那么这样的反恒星和反星系就应当存在。因此这给天文学家提出了一个深刻的问题：天上有反恒星和反星系吗？
要由观测来分辨远处星系由物质构成或反物质构成并不容易，至今的天文观测只是接收远处天体所放出的光子。原则上，正物质天体若辐射光子，那么同样的反物质天体应当辐射反光子。但是光子是纯中性的粒子，因此光子与反光子是同一种粒子。这样，天文学家通过可见光、射电、X射线或 γ 射线观测，原则上无法区分他的目的物是由物质构成还是由反物质构成。恒星和星系除了辐射光子外，它们还辐射中微子。中微子与反中微子很不一样，如果天文学家能接收中微子，那么他就能区分物质天体与反物质天体。可惜中微子与任何物质的相互作用都很微弱，造一个能接收它们的仪器很困难。今天用这办法来区分物质天体或反物质天体还办不到。那么让我们问：与我们最邻近的太阳或月亮会是由反物质组彻吗？
月亮是离我们最近的天体，由地面出发的宇航员已在月球上登陆过。如果月球是由反物质组成的，那么在那位宇航员与月球接触时，湮灭过程早已把他转化为介子了。这是直接证据，表明月亮是正物质天体。至于太阳，那是人类没有可能登陆的地方。那么怎么才能知道它不是由反物质组成的呢？太阳表面的气体很热，其中热运动速度较快的原子的速度已超过了太阳表面的逃逸速度，这就是太阳风的起因，若太阳是反物质恒星，太阳风就由反原子组成，它吹到行星上，就会和行星的正原子相湮灭。于是正物质组成的行星会逐渐消失掉，这种消失过程没有发生，就证明了整个太阳系中没有反物质天体。这样，如果要存在反物质天体，它至少应在太阳系之外。
1979年，美国科学家把一个有60层楼高的巨大气球放到离地面35公里的高空，气球上载有一批十分灵敏的探测仪器，结果，它在高空猎取了28个反质子。这是在地球以外第一次发现的反物质。除此之外，还在星际空间发现了反物质流。
把眼光放远到整个银河系，要问的是：在这个由千亿个恒星构成的系统中，会有一部分是反恒星吗？今天人们也已能肯定地回答：不会有。我们从地面上能接收到太空中飞行的宇宙射线。观测统计表明，宇宙射线粒子中反质子仅是质子的万分之几，并且这少量的反质子是高能粒子碰撞的次级产物，而不是原始的，此外宇宙射线中有很少的 α 粒子（即氦核），但是反 α 粒子却一个也没有发现过，这些事实说明原初的宇宙射线是由正物质组成的。如果银河系中有反物质恒星，那么宇宙射线粒子将与它碰撞而发生湮灭。湮灭产生的 π 0 介子将很快衰变而成 γ 光子。因此这种湮灭过程是能够通过 γ 射线的观测来发现的。正是没能找到湮灭过程所放出的很有特征性的 γ 光子，使人们知道，银河系中并没有反恒星的存在，整个银河系都是由正物质组成的。
我们的宇宙是由大量星系构成的。若在远处有反物质组成的星系，原则上也能用同样的道理来发现。星系之间并不是真空，而是弥漫着很稀薄的气体。因此，若既有正物质星系又有反物质星系，那么正反物质必会相遇，相遇处必会有湮灭过程发生。人们着意地寻找了相应的 γ 射线，而没有找到过。于是得出结论：在三千万光年的范围内不会有巨大的反物质星系存在。若在更远的地方有这种湮灭发生，由于它的信号太弱而没有被发现是不能排除的。所以上述结论是今天的观测能力所能给出的回答。
在这样的结果面前，人们的看法分成了两种。一种认为宇宙中正反物质应当是等量的，需要的是从更远处去寻找反物质星系存在的证据。另一种认为事实已暗示，宇宙中没有大量的反物质存在，需要的是从宇宙的演化中去寻找造成今天没有反物质的原因。

继续寻找反物质的努力：
1998年的夏天，美国宇航局把阿尔法磁谱仪送上了太空。它的主要目标之一是寻找宇宙射线中的反原子核。由于我国参与了这项研究，因此新闻媒体曾热心地宣传过它。美国著名华裔科学家丁肇中也正致力于此。
如果相信宇宙中有等量的物质和反物质，那么在三千万光年之外应有大范围的反星系区存在。在那里，原始的宇宙射线应是由反质子和反 α 粒子组成的。那里的部分宇宙射线粒子会飞进我们这个由正物质构成的区域。由于星系际大部分地方很空旷，气体的密度约只有每立方米一个质子的质量。因此反原子核可自由地飞行很长的距离。这样，放置在地球大气层之外的磁谱仪就能接收到它。这就是阿尔法磁谱仪计划的基本想法。
上面已提到，实际测到的并不只是原始的射线粒子，它也包含由中途碰撞产生的次级粒子。因此当我们从宇宙射线中发现了反质子，它并不说明远处一定有反物质天体区存在。这些反质子完全可能是次级产生的。反原子核就不一样。它是由若干个反核子结合而成的复合体，所以不可能是碰撞产生的次级粒子。因此，如果能从宇宙射线中观测到那怕只有一个反 α 粒子，它将是有力的证据，表明远处有反物质天体存在。阿尔法磁谱仪能同时准确地测定飞入仪器的粒子的质量和电荷。当太空中有反 α 粒子飞入磁谱仪，它是容易被分辨出来的。这正是设计者所期望的事。现在阿尔法磁谱仪升空已有一年了，它接收到的信息正在陆续送回，其结果无疑非常令人关注。
若阿尔法磁谱仪的观测证实了远处有巨大的反物质区存在，那它肯定是一个里程碑式的成果。它的意义远不仅是证实了宇宙中有反物质天体，更重要的是它对物理学提出了严峻的挑战。在早期宇宙中，正反粒子必是混合的。按现有的物理理论，没有一种己知的作用力能使它们发生大范围的分离。因此，如果观测证实远处确有已被分离出去的大量反物质，物理学将需要突破性的变化。
新华网消息 宇宙中果真存在神秘的反物质，它们在哪里？记者昨天从中科院高能物理所了解到，为解开这个世纪之谜，中国和意大利在西藏海拔4300米的羊八井地区，将建成世界上第一个1万平方米“地毯”式粒子探测阵列实验站，用以接收来自宇宙的高能射线和反物质粒子。
据高能物理所天体宇宙实验室研究员卢红博士介绍，宇宙高能射线是人类能获得的惟一来自太阳系以外的物质样本。长期以来，它一直是科学家探索宇宙奥秘的研究对象。自从宇宙大爆炸理论出现后，科学家又一直致力于从宇宙射线中找到猜想中的神秘的反物质。但迄今为止，科学家们都未能找到反物质的踪迹。
据了解，中国和日本科学家早在十年前已在羊八井地区设置了分散的外观如蜂箱的粒子探测器，开展了宇宙射线的研究。先后接收到了正电子、μ子、л介子等高能粒子。而改建新的“地毯”式探测阵列，除了面积更大，还由于它是由玻璃板一样的方形平板组成，可以像铺地毯一样拼接而几乎没有缝隙，弥补了过去间距过大，丢失信息的缺点。
目前，容纳粒子探测陈列的一万平方米的实验厅已于6月完工。中意两国科学家现在正在铺设“地毯”，铺设和调试工作大约需要两年时间。据悉，此项世界上海拔最高的科学工程，已得到中意两国政府的约8000万元人民币的支持

正反物质的不对称疑难：
在多数理论家看来，宇宙中正反物质的大尺度分离是不可能发生的。因此，三千万光年的范围内没有反物质天体，已说明宇宙中大块的反物质是不存在的。但是理论家也相信，极早期宇宙中正反物质应当等量。这样，需要做的事是寻找物理机理，来说明宇宙如何才能从正反物质等量的状态过渡到正物质为主的状态。这里，理论家也遇到了非常尖锐的困难。
按照大爆炸理论，甚早期宇宙介质的温度非常高。粒子间的热碰撞会成对地产生任何基本粒子。当粒子的成对湮灭与成对产生达到统计平衡，宇宙介质就是一切基本粒子构成的混合气体，且任一种稳定或不稳定的粒子都有接近相等的数密度。至于重子和反重子的数目是否严格相等，这不是由物理规律决定，而是由初条件决定的。
在理论家看来，在最初的宇宙中正反粒子应当等量才自然。但是易于看出，若这想法是对的，重子的守恒性立即会给出与事实明显不符的推论。当宇宙的膨胀使气体温度降至10 13 K以下，由于粒子的热动能已不够，热碰撞成对产生重子已不可能。于是湮灭过程将使正反重子的数目同时迅速下降。最终，宇宙中将既没有重子，也没有反重子。这显然不是真实宇宙的情景。事实上，今天宇宙中光子的数目最多．重子的数目是它的十万万分之一左右，反重子的数目很可能还要低许多量级。如果重子数B的守恒性是严格的物理规律，要宇宙从正反重子等量的状态演化成今天这样的状态是不可能的。然后，理论家又不能相信在原始的宇宙中重子就会多于反重子，那么问题的出路在哪儿？
重子数B的守恒性肯定是严格成立的物理规律吗？至今难以计数的粒子实验确实没有发现过一个破坏重子数守恒的事例，但是这并不说明它一定是严格的规律。回顾一下化学的发展可作借鉴。化学反应是元素的重新组合。经验表明，在重组合的前后，每一种元素的原子数是守恒的，无数的化学实践表明没有例外。想把汞变金的炼金术的失败，更从反面提供了证明。但是有了核反应的知识后人们已清楚知道，汞变成金完全可能，关键在于要有高的能量让原子核发生变化。化学反应是在粒子能量小于1eV的条件下进行的，这条件下原子核不能相互接触，核反应就不能发生。若过程中粒子的能量超过1MeV，原子核之间就能充分接近，那么原子核就能变化了，原子数的守恒性也就随之破坏了。由此看来，原子数在化学过程中的守恒不是偶然的，但是它仅是低能下的唯象规律，而不是普遍成立的自然规律。借鉴同样的道理，重子数的守恒性也可能仅是一定能量范围的唯象规律，而不是普遍成立的。当粒子的能量更高，重子数的守恒性完全可能会不成立，这正是今天的理论家看到的出路。
从70年代中期起，粒子物理中由弱电统一理论的成功，掀起了研究相互作用大统一的潮流。按这样的理论，高能下发生破坏重子数守恒的过程是自然的事，粒子物理中的这一潮流与宇宙学解决正反物质不对称疑难的需要不谋而合了。于是这疑难问题作为粒子物理和宇宙学的交叉领域而得到了很多进展。人们已清楚，要从正反物质等量的早期宇宙演化出今天正物质为主的状态，除了重子数守恒须可能被破坏外，正反粒子的相互作用性质还必须有适量的差别。由于超高能下的粒子物理规律至今还没有被掌握，因此实际上自然界是否确实具备这两个要素，尚不能回答，人们正在试探和摸索之中，如果今天的宇宙中只有正物质天体是事实，问题是否能按这思路得到解决也还并不完全肯定。
总之，为彻底揭开宇宙反物质之谜，前面还有漫长路要走。人们已能预料，这问题的解决不仅对认识宇宙是重要的，它对物理学的影响也将是很深刻的。
下面是小说《天使与魔鬼》（丹·布朗著）中提到的一些：
反物质是人类目前所知的威力最大的能量源。它能百分之百的效率释放能量（核裂变的几率是百分之一点五）。反物质不造成污染，也不产生辐射，一小滴反物质就可以维持整个纽约城全天的动能。
先别过于乐观，个中可隐藏着危机……
反物质极不稳定，它可以把接触到的任何东西化为灰烬……连空气也概莫能外。仅仅一克反物质就相当于20千吨当量的核炸弹的能量——相当于当年扔在广岛的那颗原子弹的能量。
当物质与反物质接触，原子最外层的电子因为所带电荷相反而抵消，原子核中的质子也因同样的原因相互抵消，而反中子因磁性与中子相反而与中子进行强烈的碰撞发出惊人的能量。爱因斯坦曾计算过这种完整的能量释放比率,跟这种完全的能量释放相比，核裂变就像划燃一根安全火柴一样微不足道。

神秘的未知现象,反物质?
一些科学发现，常常使人们目瞪口呆，难以置信。而正是这些难以置信的发现，推动了人们对客观世界的认识和科学的进步。反物质的发现就是这样。
1932年，美国科学家安德森发现了一种特殊的粒子，它的质量和带电量同电子一样，只是它带的是正电，而电子带的是负电。因此，人们称它为正电子。
正电子是电子的反粒子。
正电子的发现引起了科学界的震惊和轰动。它是偶然的还是具有普遍性?如果具有普遍性，那么其它粒子是不是都具有反粒子?于是，科学家们在探索微观世界的研究中又增加了一个寻找的目标。
1955年，在美国的实验室中反质子被找到了。后来，又发现了反中子。60年代，基本粒子中的反粒子差不多全被人们找到了。一个反物质的世界渐渐被科学家像考古般地"挖掘"了出来。
反物质的发现，使人们自然地联想起了本世纪的许多不解之谜。
最著名的是被称为"世纪巨谜"的通古斯大爆炸。1908年6月30日凌晨，俄国西伯利亚通古斯地区的泰加森林里，突然发生了一场剧烈的大爆炸。随着一道白光闪过和一声天崩地裂般的巨响，一片沉睡的原始森林顷刻化为灰烬。大火吞没了数百公里之内的城镇和生命，融化了冰层和冻土，引起山洪爆发、江河泛滥，仿佛"世界末日"到了。据估计，这次爆炸的威力相当于上百颗氢弹一齐爆炸!
通古斯爆炸震惊了全世界，"通古斯"也一夜之间名扬全球。由于西伯利亚的严寒和交通不便，直到1921年才由前苏联的一个研究小组第一次前去考察。以后世界上其他国家相继派团考察，但至今通古斯大爆炸之谜依然众说纷纭，莫衷一是。其中一种说法便认为是反物质引起的"湮灭"现象。因为这种能级的爆炸除非是流星或陨石坠落，否则无法解释，而那里却没有任何陨石碎块。
1979年9月22日，美国的一颗卫星拍摄了发生在西非沿海一带的酷似强烈爆炸的照片，经分析，它的强度相当于一次核爆炸。当时，只有美、苏、英等少数几个国家拥有核武器，谁会到如此遥远的地方进行核试验呢?美国政府几经调查，否定了核爆炸的可能性，认为是卫星和陨石撞击使仪器发错了信号，但第二年，这颗卫星又在同一海域记录到了与上次相同的现象，令政界和科学界大惑不解。对坚持通古斯大爆炸是反物质"湮灭"现象的科学家来说，又多了一个论据。
1984年4月29日晚10时许，日本一架班机飞抵美国阿拉斯加时，副机长突然发现飞机的前方有一团巨大的"蘑菇云"，而且急速向四周扩散，天空一片灰蓝……与此同时，荷兰的一架班机和这条航线上的其他两架飞机也见到了这种现象。降落后，获悉消息的美国当局立即对这四架飞机及机上人员进行放射性污染测试，结果，没有发现任何放射性污染的痕迹。目击者十分肯定地说这是核爆炸产生的烟雾，因而留下了又一个本世纪的"爆炸之谜"。
反物质的研究者认为，宇宙中存在着我们看不见摸不着的"反物质世界"，它的基本属性同我们周围的世界正好相反。反物质的原子核是由反质子和反中子构成的"负核"，外有正电子环绕。反物质一旦同我们世界的"正物质"接触，便会在瞬间发生爆炸，物质和反物质变为光子或介子，释放巨大能量，产生"湮灭"现象。
"反物质说"虽然只是科学上的一种假说，还有待证实，但反粒子等"负性物质"是确实存在的，而且现在又发现了反氘、反氢、反氦等等一系列反物质。相信随着科学技术的不断发展和科学研究的不断深入，人们对反物质作用的认识一定会越来越深刻，反物质世界必将为人类做出应做的贡献。
反物质介绍
世界上最大的科研机构，瑞士的欧洲原子核研究中心新近首次研究成功制造出几滴反物质。反物质与普通物质并并无二致，所不同的是，组成反物质的粒子与组成人们所熟知的一般物质电荷相反。
反物质是人类目前所知道的威力最大的能量源。它能以百分之百的效率释放能量。二核裂变的效率是百分之一点五。反物质不造成污染，也不产生辐射，一小滴反物质就可以供应整个纽约城全天的动能。
先别过于乐观，其中可能隐藏着危机……
反物质极不稳定，它可以把接触到的任何东西都化为灰烬，连空气也概莫能外。仅仅一克的反物质就相当于二十千吨当量的核炸弹的能量——也就是相当于当年投在广岛的那颗原子弹的能量。
反物质直到最近生产量也只是微乎其微，每次只不过几滴。然而，“欧核中心”目前正在开发一种新型的反物子减速器，这是一种先进的反物质生产设备，这种设备有望大幅度提高反物质的生产能力。
一个严峻的问题摆在人们面前：这种极易爆炸的反物质是能为人类造福，还是会被用于制造有史以来毁灭性最强的武器？

美国宣称已经拥有反物质保存方法：
人民网2008年11月17日报道：今年九月，美国格林空军基地“革命性弹药”研发小组的负责人肯尼斯·爱德华兹，突然现身美国五角大楼，向美军高官汇报他的最新研究成果。肯尼斯·爱德华兹说： “我们在反物质武器的研究上已获得重大突破——我们成功研发了一种能长期有效储存反物质的容器，这意味着反物质的军事用途即将成为现实！”
反物质是英国科学家狄拉克（Paul Adrie Maurice Dirac）于1928年根据
相对论： W2/C2-PR2-m2C2=0
和量子力学理论： [W2/C2-PR2-m2C2] Ψ=0
推测出来的，1933年12月12日，他因此获得诺贝尔物理学奖金。狄拉克注意到，在相对论方程和量子电动力学的方程中，质量都是成平方出现的，那就是说 m2=(m)(m)=(-m)(-m)，那么这个负质量是什么意思呢？于是反物质就被狄拉克这样轻松地从理论上推导出来了。由此看来，诺贝尔奖有时候就是如此简单，只是我们都视而不见或胆量不够，因为狄拉克为此也曾一度被众多科学家们讥讽为疯子。
现在，组成物质的12种基本粒子的全部反粒子都已经被科学家在加速器中找到。美国实验物理学家丁肇中领导的阿尔法磁谱仪----AMS被送到太空，就是为了寻找太空中的反物质以及由反物质组成的宇宙。因为反物质和物质相遇就会凐灭，所以反物质无法在自然界找到，必须要到太空深处去寻找。位于法国和瑞士边界，耗资80亿美元，由2000多名物理学家花费14年时间建造的大型强子对撞机---（LHC），已经在2008年9月10日首次运行，用来探索反物质和宇宙大爆炸开始后万亿分之一秒内宇宙中物质的组成。
根据宇宙大爆炸理论，爆炸形成的物质和反物质应该是对称的，可是我们的宇宙中物质和反物质却是不对称的。否则它们相互凐灭，也就不会有你我以及这宇宙和宇宙中的一切了。那么与我们的宇宙物质对称的反物质哪儿去了呢？1977年科学家们发现在银河系中心附近有一个可能的反物质源。如果那个地方真的存在，就意味着存在天然的反物质，也意味着人类直接从天然得到反物质的可能性，同时物质与反物质之间的万有斥力，也可以帮助我们解释为什么我们的宇宙在加速膨胀。1979年，美国科学家把一个有60层楼高的巨大气球放到离地面35公里的高空，气球上载有一批十分灵敏的探测仪器，结果，它在高空猎取了28个反质子。这是在地球以外第一次发现的反物质。
物质和反物质在凐灭时会产生巨大的能量，并且不会象核弹那样产生放射线污染，所以被认为是一种最理想的清洁能源。但是科学往往都是一把双刃剑，可以造福人类，当然也可以给人类带来巨大的灾难。由几克反物质制造的炸弹就能毁灭地球，1克反物质产生的能量，就足以为23架航天飞机提供动力。
反物质的应用，可以从根本上改变能源供应的模式，将会是一场能源革命。但是由于目前是由加速器产生的高能粒子打击固定靶产生反粒子，再经减速合成的，此过程所需要的能量远大于湮灭作用所放出的能量，且生成反物质的速率极低，生产一千亿分之一克的反物质，需要耗资近60亿美元，因此尚不具有经济和应用价值。