反物質,你不知道的七件事( 三 )


比如 , 正電子發射斷層顯像術(PET)正是使用正電子產生人體高分辨率的圖像 。 一些人體中新陳代謝必需的物質 , 比如葡萄糖、蛋白質、核酸、脂肪酸 , 它們可以標記上能夠釋放正電子的放射性同位素(比如香蕉中的鉀-40) , 注入人體 。 在人體內的不同組織中 , 放射性元素釋放的正電子和電子湮滅 , 可以產生用于構造圖像的伽馬射線 。 一些容易患病的高代謝的惡性腫瘤組織中 , 葡萄糖代謝旺盛 , 因此正電子聚集會較多 , 這些組織的特點就能夠更詳盡地通過圖像反映出來 。
歐洲粒子物理研究所的科學家們也正在將反物質視作治療癌癥的潛在手段 , 他們已經進行了多次反質子治療癌細胞實驗 。 這里擁有世界上唯一一個反質子減速裝置 , 有了這個裝置才能產生低能高品質的反質子束 。
由于物質和反物質粒子碰到一起的時候 , 它們就會湮滅 , 釋放能量 。 反質子癌細胞治療實驗就可以利用這一性質 , 使入射的反質子和腫瘤細胞中原子內的一部分質子發生湮滅 , 而湮滅后釋放出來的能量產生的新粒子可以接著破壞鄰近的腫瘤細胞 。
目前的質子束治療通常使用質子來摧毀病人體內的腫瘤細胞 。 科學家曾經比較了治療癌癥的實驗 。 在實驗中 , 科學家們分別用質子束和反質子束打擊倉鼠細胞 , 結果顯示 , 殺死同樣多的癌細胞 , 反質子所需要的量只是質子的四分之一 , 這樣就顯著減少了粒子束經過正常細胞的量 。 由于反質子在殺死目標區域的癌細胞的同時較少影響健康組織 , 這種粒子束將在治療復發癌癥方面具有很高的價值 。 科學家們希望下一步能檢驗人類的臨床效果 , 不過這預計將會是10年之后的事情了 。
7.人們已經在研究如何用反物質發動宇宙飛船

反物質,你不知道的七件事



少量的反物質就能夠產生相當大的能量 , 這使得反物質成為未來最受歡迎的燃料 。 在理論上 , 用反物質作為燃料來推進火箭是可行的 , 主要的問題在于如何才能收集起足夠量的反物質 。 目前還沒有技術能夠量產反物質并使之發揮作用 , 然而 , 少數科學家已經開始進行反物質發動機的仿真研究了 。
比如 , 美國肯特州立大學的科學家們對反物質火箭可以達到的性能進行了計算 。 他們用計算機軟件模擬粒子在大型強子對撞機中的行為特點 , 在對撞機內部 , 一束質子流和一束反質子流迎頭相撞 , 就會產生巨大的能量 。 如果以此為基礎可以設計一種引擎設備 , 那么以這種反物質作燃料的飛船的飛行速度將是非常驚人的 。 科學家們計算的結果顯示 , 一艘采用正、反物質湮滅反應驅動的超級飛船 , 其在太空航行的速度可以達到光速的70% 。 如果乘坐這樣一艘飛船 , 從地球出發前往距離最近的一顆恒星比鄰星(即半人馬座α , 距離4.2光年)只需要6年時間 。
如果有一天 , 我們能夠解決反物質的供應問題 , 屆時星際旅行將不再是夢 。
本文源自大科技*科學之謎 2016年第8期雜志文章、歡迎廣大讀者關注我們大科技的微信號:hdkj1997

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