「紅火焰黑火焰」的太陽耀斑釋放正電子負電子

太陽耀斑的爆發點亮了宇宙學理論的一個「黑暗角落」，通過對太陽耀斑的反物質粒子探測，科學家找到了理解宇宙中一個基本奧秘的線索。太陽耀斑包含了反物質粒子，通過在太陽耀斑過程中對釋放的微波和太陽磁場的觀測數據，科學家檢測到反物質粒子的存在。新澤西理工學院（NJIT）的格雷戈里 D·弗雷斯曼教授和兩位同事在第44屆全美天文學會的太陽物理分會的大會上宣讀了觀測的成果。三位研究人員收集了太陽耀斑「超級實驗室」的數據，在天體尺度上驗證了宇宙學一個奧秘，物質和反物質存在令人疑惑不解的非對稱關係。

一直以來，琢磨不透的反物質粒子成為科學家在超級加速器實驗室捕捉的對象，大型對撞機啟動程序複雜，運行費用高昂，以高能粒子的相互撞擊製造反粒子，測定反物質粒子的特性。通過粒子加速器的實驗方法來研究反粒子的特性，既有優勢、也有不足。弗雷斯曼和兩位同事找到了有獨到之處的方法，通過遠程檢測的方法，他們首次對反物質粒子、或正電子進行了檢測。太陽發生耀斑時，正電子在得到加速的原子核的相互作用中產生，通過分析在耀斑爆發時觀測的微波和磁場數據，他們獲得了正電子物理特徵的信息。

通過使用專門的太陽觀測儀和太空飛船天文台，科學家觀測了太陽耀斑內的正電子，這不算是新的、令人倍感興奮的科學發現事件，然而，科學團隊第一次對耀斑內的正電子特徵進行了精確、直接的檢測，探測的方式具有深遠的意義，通過對太陽和其它天體中反粒子的觀測和研究，人們對物質基本結構和太陽耀斑一類高能物質的形成有了更好的認識，通過射電望遠鏡獲得的觀測資料來檢測反物質粒子的存在。太陽耀斑釋放的高能粒子對地球造成了周期性影響，「太陽風」對地面的電力和通訊設施帶來了廣泛的破壞性。一方面，太陽耀斑對地面的電力和通訊設施有破壞性，另一方面，定期爆發的太陽耀斑構造了自然的「超級實驗室」。反物質的神秘性是宇宙中的一個基本奧秘，電子和它的反粒子——正電子有同樣的物理特性，只是攜帶的電荷不同，電子帶有負電荷，正電子像它的名稱顯示的那樣帶有正電荷，正負電荷的差異引起了正電子按相反的方向釋放極化的射電輻射，科學團隊通過對射電輻射的反指向現象來判斷正電子的存在。

判斷太陽耀斑的磁場方向對區分電子和正電子十分重要，NASA的太陽和太陽風層探測器（SOHO），日本的野邊山射電日像儀、或射電望遠鏡設在海拔1350米的野邊山上，它是一個口徑為45米的單拋物面射電望遠鏡，觀測的波長為1厘米到1毫米之間， 它們提供了判斷太陽耀斑磁場方向的信息。科學團隊發現，耀斑的射電波產生了極化現象，如果電子的數量多，射電頻率低和能量低一些，這些區域的正電子效應小，與預期的相同；然而，在射電頻率和能量高一些的區域，物理特徵剛好倒轉過來，正電子佔據了主導位置。新澤西理工學院（NJIT）日地學研究中心的費雷斯曼和俄羅斯科學院西伯利亞分院的日地物理學研究所的亞歷山大T·阿爾提切夫、塔尼亞S·梅莎爾金娜共同合作，在《自然》雜誌發表了題為「在太陽耀斑中發現相對性的正電子」，「三人小組」在蒙大拿州波茲曼市舉辦的第44屆全美天文學會之太陽物理學分會的大會上宣讀了論文成果。

（編譯：2013-7-11）

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