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反物質：奇怪的世界
1996年，歐洲核子研究所（CERN）制造出9顆反氫原子，成為轟動全球的科技大新聞，這使人聯想到,我們的宇宙是否存在反物質世界。
反物質世界聽起來很奇怪，其實不然，在亞原子粒子中，每個粒子皆有其反粒子為伴,者的性質正好相反,如電子帶一負電荷,反電子則帶一正電荷（故又稱正電子）,兩者的旋轉方向也相反，兩者間的關系可謂古怪,它們一旦相碰即行消失（稱湮滅）,而化成一陣γ射線暴。若宇宙中始終存在反粒子，那么它們勢必會組成反原子，既而積聚成反星球、反星系，就如粒子所經歷的那個過程。可是在我們居住的宇宙小小角落里，卻從來沒有人探測到反星球、反星系。直接觀測反星體十分困難，因為原子和反原子所輻射出的皆為光子，這樣，即使你看到一個反星球，可是其外貌跟一般星球并無二致。一個間接的辦法是觀測湮滅γ輻射。若我們進旁（如銀河系內）有反物質存在，由于星球會發生爆炸，其包藏物質被拽入星際空間，成為周圍星球相互交換的物質，這樣，物質和反物質勢必不時發生碰撞，而產生湮滅信號。事實上，天文界一直未觀測到這種信號。若宇宙中不存在反物質世界，這在理論上又很難解釋。據現代宇宙學，在大爆炸創生之初，產生了等量的物質和反物質；另一方面據量子論，真空空間中不時地暴出粒子對（如電子和反電子），在一個瞬間后又隱沒于虛空。所有這些都向我們暗示，宇宙中應有反物質世界的位置，這個問題一直困惑著物理學家。
60年代，前蘇聯著名物理學家薩哈羅夫，對此作了解釋：這緣于物理定律中有微小的不對稱，或稱CP不守恒（也即電荷、宇稱不守恒，這兩者皆為量子特性）。在大爆炸后的最初瞬間，今日所見的各種基本粒子，皆融為一體，稱χ粒子，它極重，約為鋁原子核的1萬億倍。隨著宇宙的冷卻，χ粒子開始衰變，由于上述不守恒，最終變成的粒子和反粒子，形成了10億零1對10億之比。故當它們相互湮滅化成γ射線后，留下的僅是1個的粒子，我們今日的宇宙也就是有它們所構成的，故我們見不到反物質世界。
薩氏的這一理論，也解釋了充滿宇宙的微波背景輻射，它也正好是10億個光子對一個物質粒子。
薩氏的理論為許多科學家所接受，但也有一些科學家不以為然，丁肇中就是一個。他們認為薩氏的理論很難證實，丁說，我們不能排除這種可能性，“例如，在大爆炸火球的某個區域中，物理定律中的這一不對稱可能逆轉，從而有利于創生更多的反物質。”其結果是一個拼盤宇宙，在它的某些空域將填充著反物質星系。
丁承認沒有人知道，這種（物理定律）不對稱是怎樣逆轉的。同樣地，“我們也并不清楚，從實驗中所得知的不對稱量，是否足以說明物質在宇宙中占絕對地位。”堅信有反物質世界的科學家認為，這個反物質世界當然不會就在近旁，它們至少不可能存在于本星系群之內，甚至在離我們3000萬光年的距離內，不會有它們的蹤跡；還有一些人認為，在距我們1億光年的跨度內，不存在反物質。據丁的看法，反物質可能統治著本星系群外的某些空域，它們是如此遙遠，以致其特征性湮滅信號十分微弱,難分真偽.丁說：“宇宙包藏著約10億個星系團,要排放任何反星系是不可能的”。
目前在CERN工作的丁博士，是以尋找稀奇物質著稱，1976年，他因發現J/Psi粒子而獲諾貝爾物理獎。這一次他更是雄心勃勃,以尋找反物質世界為己任。他在幾年前,跟一些物理學家籌組了反物質世界探測小組。他的同時艾倫十分佩服丁的勇氣，“丁偉大之處，在于他從一般原則出發去考慮問題：是否有令人信服的論據來說明為什么沒有反物質？沒有.有足夠靈敏的儀器去尋找過反物質？沒有.那么你就去尋找吧!”
丁的準則是：“我們所從事的就是探索未知，作為一個實驗工作者,去探測未知事物,責無旁貸。”這位華裔美國科學家，1936年出生于美國密歇根州，不久即返回中國故鄉，一呆就是20年，然后去美國接受高等教育。他深知中國的一句格言：“工欲善其事，必先利其器。”他被同行譽之為搞“大科學”的行家里手，在他的牽頭下聚集了來自歐、美、中國100科學家，研制了反物質頻譜儀，以供丁的小組進行這場大戰之用。
這一巨舉卻資金不足，需要2000萬美元，美宇航局負責把AMS裝入航天飛機上，作一次試探飛行以及以后把AMS送上空間站等飛行任務，約需1300萬美元；美能源部提供300萬美元，別的需要丁的國際合作者資助。
1994年4月，丁來中國，訪問了中科院電氣工程研究所。丁說：“我發現他們已用新型材料釹、硼、鐵的合金，制造出非常精密的永久磁體....他們能夠生產高質量、高磁場的磁體。我跟他們越交談，就越使我相信，這是一條制造能在太空工作的廉價磁體的好路子。”AMS是一個重2噸、1米高、1米直徑的圓柱形空心磁體，它由釹、硼、鐵合金構成，產生一個0.15T的均勻磁場。磁體內鑲著疊成6層的一系列硅探測器，它們將把竄入儀器的帶電粒子牢牢抓獲，不讓它們跑出10微米之外，并記錄它們的電荷量、質量和速度。
丁是一位實驗物理學家，他現在要做的實驗，是對遙遠星體的物質樣本進行檢驗，以辨其雌雄，豈不是開玩笑嗎？他到何處去搞這種樣品？不，實際上，它們不停地向我們送貨上門，這就是宇宙線，那是由原子核和帶電粒子組成的射束，它們來自四面八方。它們大多來自太陽，其次來自我們銀河系中的爆炸星球的殘體，但其中最高能的粒子來自銀河系外的不明天體。所以丁要做的是宇宙射線實驗。探測宇宙線非丁的首創，半個多世紀之前，科學家就開始了對宇宙線的研究。不過地面探測只能抓捕到所謂二次粒子，那是宇宙線跟地球大氣中的原子核發生碰撞后產生的粒子碎片，從它們身上只能揭示出原始宇宙線的能量,卻已看不到它的本來面貌;以后利用氣球進行高空探測，又嫌時間太短，僅幾個小時。丁說，如此短期的實驗，只有在1萬個宇宙線粒子中有1個反原子核的情況下，才能捕捉到反物質的蹤跡。事實上，來自本星系群之外的宇宙線，這個比例小到100億對1。用這樣的實驗來排除反物質的存在，那是根本不可信的。而今丁要做的是太空實驗，就此而言，可說是首創。丁認為，AMS成功的可能性很大，因為太空實驗沒有地面、高空（氣球）探測所固有的缺點。AMS能把原始宇宙線和大氣碰撞之前即行抓獲，從而能見到其廬山真面貌。另一方面它又能常期滯留在空間，作大量的篩選，故科學界對丁小組的探測寄予厚望。
對丁小組來說，他們最大的希望是能發現反碳核，因為碳核或反碳核只有恒星或反恒星才能產生。故能找到反碳核，也就是反物質世界存在的確實信號。
丁若成功的話，也許將成為本世紀最大的科技新聞，著名科學界海森伯格評價說，“若發現反物質，也許將是本世紀中物理學的所有大突破中最大的一次。”同時也將帶來一個大難題，諾貝爾獎得主溫伯格說，“在最初的宇宙中，物質和反物質創生于同一地方，我們必須問我們自己，它們為何不互相湮滅？宇宙學將因反物質的發現而被傾翻，我們將被迫重新考慮一切事物。”
AMS除了探測反物質外，還有其他幾項科研項目,其中頗受人關注的是搜索暗物質，它的搜索目標是超對稱粒子。若能成功，其意義也不亞于反物質。丁小組目前正忙于做探測前的準備工作。按計劃，他們將首先把AMS裝上航天飛機“發現號”上，于1998年5月28日升空，它將飛行在300千米的上空，作為期100個小時的試探測，并在此基礎上，于2001年2月，把AMS放上阿爾法國際空間站，作為期3年的反物質探測。
丁小組的探測，可謂一測多得！當然，也有可能失敗，我們遙祝他們成功！

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