在量子物理的奇妙世界里,狄拉克曾经预言:每一种粒子,都存在对应的反粒子。
正电子率先被找到,可质子的“反面”——反质子,却迟迟不见踪影。
最终捕获它的人,正是费米的学生,埃米利奥·塞格雷。
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1905年,塞格雷出生在意大利罗马的犹太家庭。
青年时代,他进入罗马大学,投在费米门下,成为罗马物理学派核心成员之一,跟着费米团队研究中子诱发放射性,积累了扎实的实验功底。
法西斯在意大利掌权之后,排犹风潮愈演愈烈。
身为犹太人的塞格雷,被迫离开故土,辗转奔赴美国,继续自己的物理研究。
他加入伯克利劳伦斯实验室,利用新建的高能质子加速器,向着寻找反质子的目标进发。
按照理论,反质子质量和普通质子完全一样,但是携带负电荷。
它一旦和普通质子相遇,二者就会瞬间湮灭,化作巨大能量。
这种粒子极其短暂、难以捕捉,想要证明它真实存在,难度极大。
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1955年,塞格雷与同事张伯伦,使用高能加速器加速质子轰击靶材,在海量杂乱的粒子信号中,筛选、甄别,最终成功探测到反质子,证实了反质子真实存在。
狄拉克几十年前的预言,再次得到实验印证。
凭借这项划时代的发现,塞格雷和张伯伦一同拿下1959年诺贝尔物理学奖。
很多人不知道,塞格雷还有另一项重大成果。
早在1940年,他就成功发现了元素锝,这是人类第一个人工合成的元素。
在此之前,化学家一直苦苦寻找43号元素,在自然界反复搜寻始终一无所获,塞格雷通过核反应成功制造出来,补齐元素周期表空缺的位置。
塞格雷一生横跨核物理、粒子物理两大领域。
他既是实验高手,也善于梳理科学历史。
晚年他写下《从X射线到夸克》,把近代物理发展历程娓娓道来,这本书直到今天,依旧是物理科普的经典读物。
他亲历20世纪量子物理与核物理轰轰烈烈的黄金时代。
师从费米,见证核裂变、反应堆的诞生,又亲手捕捉到反质子,拓展人类对物质与反物质的认知边界。
科学探索就是这样,在加速器的亿万次碰撞信号里,耐心筛选转瞬即逝的真相。
致敬反质子的发现者,埃米利奥·塞格雷!
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互动话题:如果大量反物质在宇宙存在,你觉得未来人类有机会利用反物质吗?欢迎留言聊聊。
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