但是,擁護大統一理論的物理學家則認為宇宙是由物質占據主導地位的。在大統一理論中,存在一種稱之為X粒子的新粒子。在宇宙的太初時代物質與反物質處於均等狀態,但是X粒子和它的反粒子以不同的速率衰變為其他形式的粒子和反粒子。結果,物質與反物質之間完全平衡的初始狀態就可以通過宇宙極早期階段中的這些衰變,自然而然地轉化為"一邊倒"的狀態。
這個反物質世界的存在與否是一個極為遙遠的問題,我們目前還沒有辦法來觀測到,但人們對它的努力永遠不會停止。
還要做什麼
由於厄勒特的技術在事實上使得反氫原子產生後不久即被毀壞,所以無法回答一些反物質的基本問題:為什麼它在宇宙中如此罕見?它是否真是物質的一個鏡像,還是在它們之間存在著某種微妙的差別?為此厄勒特和哈佛的加布列斯曾計劃用磁體促使反質子變慢,而使源於放射性鈷的正電子通過鎢晶體而變慢。最後,他希望用激光束來探測在磁場中緩緩漂移的反原子。"當你擁有了微小的反氫原子後,你不想在實驗裏追蹤它嗎?"加布列斯解釋道,"希望它能坐在那裏,讓你瞧個夠。"科學家還想看看反氫原子是否以與氫原子完全相同的頻率發射光,它在重力場中是否"向上"墜落。這一切都關涉著我們關於宇宙行為及其構成方式的全部概念。LEAR的科學家伊茲說,發現對稱的破壞"可能對一切事物產生新的不解",因為現在公認的所有關於基本物理力(引力、電磁力、強力和弱力)的理論都基於物質和反物質絕對對稱這一假設。這是人類麵臨的新挑戰。
但更多的人則關注反物質的實際應用。科學家曾用粒子和反粒子的碰撞發現頂誇克,但更實際的卻是用在醫學上的正電子發射X射線斷層照相術,它經常被用來檢查腦和心髒等軟組織的功能。將一種能發射正電子的放射性標記化學物質注射到病人體內,當正電子和周圍電子相遇時,粒子被湮沒,產生伽馬射線,它們能被掃描儀接收而給出器官的圖像。
但實際上人們最想要的卻是反氫冰球,即將大量的反氫原子冷凍成反氫冰球,然後用某種奇妙的辦法將它貯存起來,那麼製造星際火箭燃料的道路就可能暢通了。僅僅如此嗎?這種奇妙的冰球一旦與普通物質接觸就會發生連核彈都無法比擬的巨大爆炸。它作炸彈簡直再適宜不過了,酷愛戰爭者尤其如此。科學家們通過實驗證明,反物質--物質湮沒反應具有兩個特點:(1)反應時由於兩者質量的結合而迅速釋放出巨大能量,一對反質子--質子湮沒反應釋放的能量在理論上相當於一個鈾原子核裂變釋能的10倍;(2)反物質接近普通物質時,湮沒反應都是單個進行的,不像核聚變那樣必須達到臨界質量才會發生,也不要求極高的點火能量。因此,一些物理學家認為反物質--物質湮沒反應的這些特點可能具有潛在的軍事和民用價值。在民用方麵,可利用湮沒反應能量啟動磁流體動力發電機,產生電磁波束。在軍事方麵,利用湮沒反應產生的能量可以使氫彈點火;激發大功率X射線和伽馬射線激光器(作激光武器);發射熱核等離子束流(作能體武器);推進運載的軍用航天器提供能源等。人們在對待一件新生事物時總是首先考慮它能否增強自己的攻擊力量,這也就是有時候高新科技讓人們提心吊膽的原因,亦是某些偏激者甚至拒絕科技進步的原因。
但是人類不但好奇,而且總是想盡各種方法去嚐試一下新事物的威力。雖然反物質的生產、貯存和使用在技術方麵還有極大的困難,卻不能阻止人們進行實踐。
一般說來,反物質都是用粒子加速器生產的。如碰撞的質子在加速器中具有足夠大的動能(E=mc2)時就能產生質子一反質子對,或者用具有2mc2能量的伽馬射線來實現粒子對創生。但實際情況下,現在製造反粒子所耗費的能量總是多於反粒子與正粒子湮沒反應時所釋放的能量。這是值得慶幸的,因為如果製造反粒子極其容易,我們的世界恐怕早已被居心叵測的人毀滅得差不多了。
也許難以想象,早在1936年荷蘭科學家彭寧就已經設計了反物質收集器,盡管它還不太完備。CERN製做的收集器已成功地貯存了721000個反質子。賓夕法尼亞州的史密斯博士小組還在繼續研究一個能裝l00億反質子的便攜式收集器。人們希望像提著手電筒一樣提著一堆可怕的反物質。
"如果利用與氫混合在一起的反氫的湮沒作用來加熱氫,並用它作為火箭燃料的話,那麼這種燃料的百分之一克所產生的推力就相當於120噸由液態氫和液態氧組成的傳統材料。"這簡直是一個迷死人的誘惑,而人類是難以抵抗這個誘惑的。