中新網(wǎng)12月24日電 美國《僑報(bào)》援引美聯(lián)社消息稱，美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所和麻省理工學(xué)院的物理學(xué)家說，他們通過迄今最直接、最精確的實(shí)驗(yàn)證明了愛因斯坦狹義相對(duì)論中著名的質(zhì)能公式。
質(zhì)能公式(E=MC2)指出，物質(zhì)的總能量相當(dāng)于其質(zhì)量乘以光速的平方。它表明能量和質(zhì)量可以互相轉(zhuǎn)換，而光速是恒定不變的常數(shù)。這一公式是愛因斯坦1905年發(fā)表狹義相對(duì)論時(shí)提出的，被認(rèn)為是狹義相對(duì)論的基礎(chǔ)，也奠定了新的時(shí)空觀。
此前，其他物理學(xué)家曾用多個(gè)間接實(shí)驗(yàn)證明了質(zhì)能公式的正確性。但科學(xué)家認(rèn)為，這些實(shí)驗(yàn)存在一定前提條件，可能引起對(duì)質(zhì)能公式廣泛適用性的質(zhì)疑。美國科學(xué)家在22日出版的《自然》雜志上發(fā)表論文說，他們所采用的方法已能直接支持質(zhì)能公式。
這一實(shí)驗(yàn)的原理是：按照質(zhì)能公式，當(dāng)一個(gè)原子核捕獲新的中子時(shí)，它的質(zhì)量就會(huì)變成原先原子核和中子質(zhì)量之和、再減去這一過程消耗的中子結(jié)合能，中子結(jié)合能包括放射出的伽馬射線能量以及原子核碰撞后的反沖。因此，只要分別測(cè)出原子核被中子轟擊前后質(zhì)量的變化以及轟擊期間發(fā)出的能量，然后進(jìn)行比較，就可以驗(yàn)證質(zhì)能公式是否準(zhǔn)確。
科學(xué)家選用了硅和硫原子來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所的科學(xué)家依據(jù)伽馬射線在晶格中的散射角來測(cè)量其波長(zhǎng)，波長(zhǎng)就決定了伽馬射線的能量。而麻省理工學(xué)院的科學(xué)家則用電磁阱“固定”住捕獲中子前后的原子，并精確測(cè)定其質(zhì)量。
他們的測(cè)量結(jié)果表明，質(zhì)量和光速的平方的乘積(MC2)與能量(E)的差異，大約為千萬分之四，足以表明質(zhì)能公式的正確性。這是“迄今為止對(duì)質(zhì)能公式最精確的直接驗(yàn)證”，比此前的證明精度高了55倍。
