北京时间3月14日消息，据国外媒体报道，美国科学家日前称，他们最近在实验室成功地设计了一种称为“线圈枪”(coilgun)的装置，该装置可以拦截正在空中飞行的子弹，尽管这种子弹的尺寸只有原子或者中子大小。

强大磁场拦截飞行原子

在3月6日出版的《物理评论快报》（ PRL）上，美国德克萨斯大学的科学家们公布了他们的这一最新实验成果。研究论文的作者、物理教授马克·雷兹恩说，这项研究听上去像是电影《X战警》中的情节，不过这种“线圈枪”的确可以帮助科学家们测量宇宙间最难捉摸却无处不在的粒子——微中子的质量。雷兹恩说：“激发我们进行这一研究项目的动因是武器研究，不过我们的基础研究倒不是利用武器技术。”“线圈枪”是科幻小说中典型的特有物，不过科学家们正在努力使这种武器变得实用。传统枪炮使用的是可以爆炸产生烟雾的化学物，在烟雾的驱动下子弹可以射入桶内。而“线圈枪”则借助一系列线圈产生一个强大的磁场，从而加速一个通常是铁制的磁性射弹。射弹与线圈之间没有任何物理接触，仅仅是真实子弹大小的一些物质带有磁性。

雷兹恩说：“(但是)当你观察单个原子时，你会觉得所有物质都有磁性。”“线圈枪”包括64个手工单元，由其电容提供动力。研究人员们从空中捕获粒子，将它们储藏在一个微型腔中，然后向枪发射。当一个粒子抵达枪并碰到线圈时，每个线圈的磁场会在不接触的状态下层层使粒子减速。“线圈枪”可以使原子和分子从每秒500米的运动速度完全减低到零。雷兹恩及其研究小组在2007年曾研制成一个18级的“线圈枪”，此次研究工作是在之前的“线圈枪”上进行改进的。雷兹恩说：“这的确是一个使原子停止下来的简易解决方案。”

用于测量微中子的质量

依据费米理论，大多数微中子能够自由地穿越地球而不被阻挠，这也就是说，其实在任何时刻，都有无数的微中子通过我们的身体，而我们却毫无所觉。“线圈枪”拦截子弹这一研究项目的最终目标是测量微中子的质量，这种粒子非常微小且极难捕捉。通过捕捉氚原子——氢的最重形态，科学家们希望能够测量原子衰变时吐出的微中子的质量，然而迄今为止科学家们还未能捕捉到微中子。德克萨斯州A&M大学物理学家马兰 ·斯卡利说：“我觉得这个研究真是太神奇了，它为我们提供了一种冷却原子的新方法，让我们投入了冷却氢的新游戏中，并有助于我们了解基本原子科学。”

长期以来，大多数物理学家都认为微中子不具有质量。一方面因为此前的实验中从来没能发现微中子质量，另外一方面是最简单且适用的理论不需要假设微中子带有质量。所以当尤普戴克提出微中子非常小，而且既没有电荷也没有质量时，在当时以及随后的40多年里一直是正确的。但是在后来的实验中，物理学家们在研究太阳微中子，也就是因为太阳中核反应所产生的微中子时，得到明确的数据可以证明微中子其实带有很小的质量。微中子同样具有质量，曾被科学界列为2001年最重要的科学发现之一。

马兰 ·斯卡利说，“微中子具有质量，这是很早就提出过的物理概念。但是人类对于微中子的性质的研究还是非常有限的。我们至今不是非常确定地知道几种微中子是同一种实物粒子的不同表现，还是不同性质的几种物质粒子，或者是同一种粒子组成的差别相当微小的具有不同质量的粒子。我们相信，随着人类认识的深化，科学技术的发展，微中子之谜终究是会被破解的。”(来源：新浪科技 刘妍）