美研发“线圈炮” 可让子弹在半空中停下(组图)

mime76 · 发表于 2008-3-17 16:57:26

据探索发现网站报道，美剧《英雄》（Heros）里面塞拉（Sylar）可以让射向他的子弹在半空中停住，现在美国科学家用新研制的“线圈炮”（coilgun）向我们演示了这种特异功能，只是被停住的子弹是十分微小的“原子子弹”。

美国德克萨斯大学一个科研小组从事该项目的研究。项目负责人马克·雷曾（Mark
Raizen）介绍说，线圈炮主要由两部分组成：驱动线圈（Drive
coil）和发射物（projectile）。发射物就是实验中用到的原子或分子大小的子弹，原子子弹和驱动线圈没有任何物理接触（如图1）。这种新研制出的“线圈炮”可以让飞行中的原子或分子大小的子弹在半空中停下。

线圈炮使原子子弹停住的过程主要运用了电磁感应原理：电场产生磁场（如图2）。
“线圈炮”首先借助一系列线圈产生一个强大的磁场做好使原子子弹停下的准备，线圈炮内的原子子弹在微型枪中被加速并射出后，通有电流的所有驱动线圈会在不接触的状态不断产生强大的的磁场，一层层使原子子弹减速。据介绍，此次实验的“线圈炮”使原子和分子子弹从每秒500米的速度完全减到零（如图3
）。雷曾教授及其研究小组在2007年曾研制成一个18级的“线圈炮”，此次研究使用的线圈炮是在07年“线圈炮”的基础上进行改进的。

　　

图1：线圈炮的组成外观

雷曾教授称，他们进行此项研究的初衷是研制出一种能让真正的子弹在空中停下来的武器，“我们进行这项研究动因是开发出一种新武器”，不过这种武器的研究却得到一个惊喜的发现：他们可以利用
“线圈炮”来测量宇宙间最难捉摸却无处不在的粒子——微中子的质量，“这的确是一个使原子等细小微粒停止下来的简易方法。”

依据物理学家费米的理论，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人们的身体，而没有被察觉。“线圈炮”
拦截子弹的研究项目可以测量微中子的质量。此前科学家提出，通过捕捉氚原子（氢的最重形态）能够测量原子衰变时吐出的微中子的质量，但是这仅仅是一种理论。

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，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。一方面是因为此前的实验中从来没能发现微中子拥有质量，另外一方面是因为绝大数简单实用的理论不需要假设微中子拥有质量。

所以当尤普戴克提出微中子非常小既没有电荷也没有质量时，在当时以及随后的40多年里一直被认为是正确的。但是后来物理学家们研究了太阳核反应产生的微中子，研究得到明确的数据可以证明微中子其实拥有很小的质量。这一发现曾被科学界列为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，但是人类对于微中子性质的研究还是很有限的。我们至今不能确定微中子是不同性质的几种物质粒子，还是同一种实物粒子的不同表现，又或者是同一种粒子的不同质量的粒子。我们相信，随着人类认识的深化，科学技术的发展，一定能够全面了解微中子的秘密。”

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