中科院上海光機所強場鐳射物理重點實驗室宣佈其利用超強超短鐳射成功產生了反物質——超快正電子源，這一消息一經報導立即引發了國內外的廣泛關注。這一研究成果也發表在了國際學術期刊《等離子體物理》，反物質這一聽起來讓人倍感抽象的詞也不再只是存在於科幻電影當中。其實早在2011年中美兩國的科學家就已經合作並研究製造出反氦4，即反α粒子，它是迄今為止最重的反物質，而這一研究也為人類探索反物質立下了重要的里程碑。聽了那麼多關於反物質的消息，讓人不禁既覺高大上又一頭霧水。反物質是什麼東西？它有什麼作用？超強超短鐳射又是什麼呢？

 

什麼是反物質？

 

我們都知道世界是一個微觀的存在，所有的物質基本上都是由質子、中子、電子等等組成。而多數物質都有其對立的存在，反物質就是物質的對立存在，即正電子。它由反粒子構成，兩者均會與其對立存在的物質相結合，然後在湮滅過程中釋放出高能量的伽馬射線和光子。它在湮滅時所釋放的能量遠遠超過核聚變時產生的能量，因此對於反物質的研究一直都是各國科學家所致力的。超快正電子源就是反物質的一種，此次利用超強超短鐳射所產生的超快正電子源就是中國科學家利用飛秒拍瓦的鐳射裝置所獲得的，它可被很好地應用於醫療領域如癌症治療，工業領域如材料探傷以及高能物理領域，這也意味著超快正電子源將在鐳射驅動正負電子對撞機的研究上大展身手。但在利用飛秒拍瓦鐳射裝置和高壓氣體靶相互作用產生反物質時，由于會釋放的巨大的伽馬射線，因此通常都會在設備週邊設置遮罩件，即鎢合金遮罩件。它的高密度特性使其具有高輻射遮罩效能，因而能很好地阻擋鐳射作用時產生的輻射。

 

反物質的作用是什麼？

 

首先反物質最大的作用就在於對物體材料內部的探傷，即利用超強超短鐳射在物體材料內部制造反物質後，依靠檢測反物質與內部的物質湮滅時產生的伽馬射線來無損地檢測材料內部的情況，即是否有缺陷或損傷。其次反物質在與物質結合湮滅時產生的高能量可以為人類提供巨大的清潔能源，從而改變目前地球能源緊缺的現狀。最後，隨著科研技術的進步，反物質的作用必然也不會只是僅限於此，也可利用它來探知宇宙的奧秘，研究新的物理現象亦或者發現新的物質現象等，這些都值得我們拭目以待。

 

超強超短鐳射是什麼？

 

我們都知道在做功不變的情況下，時間越短，功率就越大，由此產生的能量也會越大。此次中國科學家成功獲得反物質所利用的設備就是超強超短鐳射裝置，所謂超強超短鐳射裝置是一種超大功率的鐳射裝置，它的強指的就是高能量、高強度，而短就是時間短，即飛秒拍瓦。飛秒（fs）是一個時間計量單位，即毫微微秒。這是什麼概念呢？簡單來說，1秒=10¹⁵飛秒，此次的超強超短鐳射裝置就是飛秒級別，相當於可得到1000萬億瓦的功率。這對於高能物理學研究和核研究的貢獻無疑是巨大的，可用於人工可控核聚變的條件以及製造高端的鐳射武器。雖然超強超短鐳射產生反物質的這一偉大科技進步將在未來發揮巨大的作用並造福人類，但就目前看來，其研究所耗費的成本，無疑也是十分巨大的。