上海光機(jī)所利用超強(qiáng)超短激光成功產(chǎn)生反物質(zhì)

　　每一種粒子都有一個(gè)與之相對(duì)的反粒子，1932年由美國(guó)物理學(xué)家卡爾·安德森在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了電子的反粒子，即正電子的存在。1936年，安德森因發(fā)現(xiàn)正電子而獲得了該年度的諾貝爾物理獎(jiǎng)。反物質(zhì)研究在高能物理、宇宙演化等方面具有重要意義，同時(shí)也具有重要應(yīng)用，比如正電子斷層掃描成像（PET）在癌癥診斷等方面已廣泛應(yīng)用。

　　中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場(chǎng)激光物理國(guó)家實(shí)驗(yàn)室利用飛秒拍瓦激光裝置和高壓氣體靶相互作用（如圖），產(chǎn)生大量高能電子，高能電子和高Z材料靶相互作用，由韌制輻射機(jī)制產(chǎn)生高強(qiáng)度伽馬射線，伽馬射線再和高Z原子核作用產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)。正電子譜儀經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，成功解決了伽馬射線帶來的噪聲問題，利用正負(fù)電子在磁場(chǎng)中的不同偏轉(zhuǎn)特性，實(shí)驗(yàn)中在單發(fā)條件下就成功觀測(cè)到了正電子。這是我國(guó)首次報(bào)道利用激光產(chǎn)生反物質(zhì)[PHYSICS OF PLASMAS 23, 033109 (2016)]。

　　上海光機(jī)所早在2001年就開始超強(qiáng)超短產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)的理論研究，提出利用強(qiáng)激光和納米薄膜靶相互作用產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)[PHYSICAL REVIEW E 65 016405(2001)]。該工作在國(guó)際上得到了廣泛關(guān)注，3篇發(fā)表在REVIEWS OF MODERN PHYSICS 以及2篇發(fā)表在Plasma Phys. Rep 的綜述文章都介紹了這一工作，同時(shí)，有5篇發(fā)表在Phys. Rev. Lett.的論文引用了這一工作。

　　超強(qiáng)超短激光產(chǎn)生的超快正電子源，在材料的無損探測(cè)等方面具有重大應(yīng)用。

超短超強(qiáng)激光產(chǎn)生正電子示意圖