反物質(zhì)不光有助我們了解宇宙起源和性質(zhì)，更被看做最理想的清潔能源，甚至星際航行的超級(jí)燃料。但是如何制造數(shù)量足夠多、保存時(shí)間足夠長(zhǎng)的反物質(zhì)一直困擾著我們，當(dāng)前大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)要一千年才能夠?qū)ψ渤鲆晃⒖朔次镔|(zhì)。近日，物理學(xué)家利用激光成功造出的桌面級(jí)別反物質(zhì)“槍”是反物質(zhì)研究領(lǐng)域的一大突破。

    一個(gè)由美國(guó)密歇根大學(xué)、英國(guó)貝爾法斯特女王大學(xué)等機(jī)構(gòu)研究人員組成的國(guó)際小組，最近成功地造出了一種桌面級(jí)別的反物質(zhì)“槍”，能噴出短促的正電子脈沖。發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上的相關(guān)論文，描述了怎樣制造這種“槍”，有何功能以及可能的用途。

    正電子與電子相反。它除了能在實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造出來(lái)，還存在于黑洞和脈沖星發(fā)出的噴流中。迄今為止，要產(chǎn)生研究用的正電子，所用設(shè)備都是很大且昂貴的機(jī)器，如歐洲粒子物理研究所（CERN）的粒子加速器，美國(guó)勞倫斯·利物浦國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備，通過(guò)向一個(gè)微小的金盤發(fā)射能量極高的激光來(lái)產(chǎn)生正電子。其他最新成果還有得克薩斯大學(xué)造出的一臺(tái)桌面級(jí)別的加速器，新研究就是以此為基礎(chǔ)。

    研究小組造出的設(shè)備不超過(guò)1米長(zhǎng)，能產(chǎn)生短促的電子和正電子脈沖，而黑洞和脈沖星發(fā)出的噴射和該研究報(bào)道的脈沖非常相似。為了產(chǎn)生正電子，他們向氦氣樣本中發(fā)射一束激光，這樣會(huì)產(chǎn)生一束高速電子流。那些電子在一片極薄金屬箔的引導(dǎo)下，撞進(jìn)單個(gè)的金屬原子中，而這種撞擊會(huì)導(dǎo)致一束電子和正電子流被發(fā)射出來(lái)，這兩種電子可以通過(guò)磁場(chǎng)分離開來(lái)。

    據(jù)報(bào)告，這種正電子槍每次“開火”持續(xù)時(shí)間僅30飛秒（1秒=1015飛秒），但每次產(chǎn)生的正電子達(dá)到每立方厘米1015個(gè)，這一密度水平能跟CERN生成的正電子密度相媲美。

    研究人員提議，他們的設(shè)備可用來(lái)模擬黑洞或脈沖星發(fā)出的噴流，有望為相關(guān)問(wèn)題提供一些解答，如噴流中各種粒子的比例，它們攜帶的能量，噴流發(fā)出后粒子與環(huán)境相互作用方式等。

    反物質(zhì)“槍”的出現(xiàn)意味著正電子或者說(shuō)反物質(zhì)制造設(shè)備的小型化，以及制造效率的大幅提高，也從另一方面證明激光在反物質(zhì)研究中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。