中新網(wǎng)12月24日電 美國《僑報》援引美聯(lián)社消息稱，美國國家標準技術(shù)研究所和麻省理工學院的物理學家說，他們通過迄今最直接、最精確的實驗證明了愛因斯坦狹義相對論中著名的質(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)表狹義相對論時提出的，被認為是狹義相對論的基礎，也奠定了新的時空觀。
此前，其他物理學家曾用多個間接實驗證明了質(zhì)能公式的正確性。但科學家認為，這些實驗存在一定前提條件，可能引起對質(zhì)能公式廣泛適用性的質(zhì)疑。美國科學家在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。
這一實驗的原理是：按照質(zhì)能公式，當一個原子核捕獲新的中子時，它的質(zhì)量就會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，然后進行比較，就可以驗證質(zhì)能公式是否準確。
科學家選用了硅和硫原子來進行實驗。國家標準技術(shù)研究所的科學家依據(jù)伽馬射線在晶格中的散射角來測量其波長，波長就決定了伽馬射線的能量。而麻省理工學院的科學家則用電磁阱“固定”住捕獲中子前后的原子，并精確測定其質(zhì)量。
他們的測量結(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“迄今為止對質(zhì)能公式最精確的直接驗證”，比此前的證明精度高了55倍。
