一次太陽耀斑爆發(fā)，點亮了宇宙學(xué)理論中的一個黑暗角落，科學(xué)家探測了太陽耀斑內(nèi)的反物質(zhì)粒子，找到了理解宇宙學(xué)中一個基本奧秘的線索。太陽耀斑內(nèi)含有反物質(zhì)粒子，科學(xué)家收集了太陽磁場和在太陽耀斑過程中釋放的微波的觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了反物質(zhì)粒子存在的跡象。在第44屆全美天文學(xué)會之太陽物理學(xué)分會的大會上，新澤西理工學(xué)院（NJIT）的格雷戈里 D·弗雷斯曼教授和他的兩位同事共同宣布了一項研究成果。三名研究人員在太陽“超級實驗室”收集了太陽耀斑的觀測數(shù)據(jù)，從天體尺度上驗證了宇宙學(xué)的一個奧秘，在物質(zhì)和反物質(zhì)之間存在令人疑惑不解的非對稱性關(guān)系。

長期以來，科學(xué)家在超級加速器的實驗室捕捉令人琢磨不透的反物質(zhì)粒子，歐洲大型對撞機的啟動程序復(fù)雜，運行費用高，高能粒子在相互碰撞中產(chǎn)生了反物質(zhì)粒子，測定了反物質(zhì)粒子的若干特性。通過粒子加速器發(fā)現(xiàn)反粒子的存在，觀測反粒子的特性，這種實驗方法既有優(yōu)點，也有缺陷。弗雷斯曼和他的兩位科學(xué)同事找到了獨到的方法，他們通過遠程方式首次檢測了反物質(zhì)粒子或正電子。在太陽發(fā)生耀斑時，正電子在加速的原子核的相互碰撞中產(chǎn)生，通過分析在太陽耀斑爆發(fā)時微波和磁場的觀測數(shù)據(jù)，他們得到了正電子的物理特征信息。

科學(xué)家專門發(fā)射了太陽觀測儀和太空飛船天文臺，觀測到了太陽耀斑內(nèi)的正電子，雖然不是一項新的和令人欣喜的科學(xué)發(fā)現(xiàn)事件，但是科學(xué)團隊第一次對太陽耀斑內(nèi)的正電子進行了精確而直接的檢測，他們的探測方法有深遠的物理意義，通過觀測和分析太陽和其它天體中的反物質(zhì)粒子，科學(xué)家加深了對物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)和作為高能物質(zhì)的太陽耀斑的認識，通過射電望遠鏡的觀測資料驗證了反物質(zhì)粒子的存在。太陽耀斑釋放了高能粒子，“太陽風(fēng)”對地球環(huán)境產(chǎn)生了周期性的影響，地面的電力和通訊設(shè)施可能受到大范圍的破壞。

太陽耀斑對地面的電力和通訊設(shè)施造成了破壞性，但定期爆發(fā)的太陽耀斑可以成為科學(xué)家的“超級實驗室”。反物質(zhì)的神秘性是物理學(xué)和宇宙學(xué)中的一個基礎(chǔ)性的奧秘，電子和它的反粒子——正電子具有同樣的物理特性，但它們攜帶的電荷有極性之差，電子帶有負電荷，正電子帶有正電荷，就像它的名稱顯示的一樣，正負電荷的差異性帶來了一種現(xiàn)象，正電子按照相反的方向釋放極化的射電輻射，科學(xué)團隊通過射電輻射的反向性驗證了正電子的存在。

對太陽耀斑的磁場方向進行判斷，這對區(qū)分電子和正電子十分重要，NASA發(fā)射了太陽和太陽風(fēng)層探測器（SOHO），日本的野邊山射電日像儀或射電望遠鏡位于海拔1350米的野邊山，單拋物面射電望遠鏡的直徑為45米，觀測的波長在1厘米到1毫米之間， 觀測數(shù)據(jù)含有判斷太陽耀斑磁場方向的信息。科學(xué)團隊發(fā)現(xiàn)了耀斑射電波的極化現(xiàn)象，電子的數(shù)量多時，射電頻率和電子的能量低，區(qū)域中的正電子效應(yīng)小，理論預(yù)期與實際的觀測保持一致。

但在射電頻率和電子能量高的某些區(qū)域，物理的特征剛好反了過來，正電子占據(jù)了主導(dǎo)位置。新澤西理工學(xué)院（NJIT）之日地學(xué)研究中心的費雷斯曼和俄羅斯科學(xué)院的西伯利亞分院之日地物理學(xué)研究所的亞歷山大T·阿爾提切夫、塔尼亞S·梅莎爾金娜進行了合作研究，《自然》雜志近期發(fā)表了題為“從太陽耀斑發(fā)現(xiàn)相對性的正電子”的論文，三位研究人員在蒙大拿州波茲曼市舉辦的第44屆全美天文學(xué)會之太陽物理學(xué)分會的大會上介紹了太陽正電子的觀測成果。

（編譯：2021-7-11）

https://weibo.com/u/6320497409