高功率激光从光生成物质

科学家认为，宇宙诞生后最初几分钟内，光线互相碰撞产生最初的正物质和反物质粒子。5月11日发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上的研究提出如何进行这样的模拟实验。

人们比较熟悉相反的能量形式转换过程——从物质产生光，从燃烧的篝火到原子弹，都是物质的反应产生光能。但是从光能产生物质的现象很罕见。加州大学圣地亚哥分校的研究团队提出，将高能激光聚焦产生强大的磁场，强到像中子星表面的磁场那样的强度。这样的强磁场发出的伽马射线互相撞击在非常短的时间内产生负电子和正电子。研究负责人阿列菲耶夫（Alexey Arefiev）说：“这项研究为科学家提出第一个探索宇宙最初过程的方向。”中子星是神秘高密度星体，就像把整座城市大小的物质压缩到一个原子核这么大的空间内。其表面的磁场强度是地球磁场的1亿倍。研究称，要产生如此强的磁场，激光的能量需要达到皮瓦的级别。作为参照，太阳照在地球上的射线能量大约是174皮瓦;逗猫玩的激光笔功率是0.005瓦。这份研究估计，使用约四皮瓦的激光可以产生所需的磁场。另一部分是产生正反物质粒子对的过程。理论认为，两束伽马射线撞击，或让一束伽马射线与一种吸收一切射线的黑体辐射撞击，都能产生几十万对正反物质粒子对。1997年斯坦福科学家也提出过一个从光诞生物质的实验。那个实验还需要一个高能电子束，而这份新实验“完全由光产生物质”，阿列菲耶夫说。而且，“斯坦福的实验大约每一百次射线，才能产生一对粒子”。

研究称，这样的实验除了很近似地模拟宇宙诞生初期的条件，对研究反物质也提供了机会。比如，为何宇宙中正物质远超过反物质，仍是一个谜。