【科普文分享】逾 80 年來首確認光子高速碰撞　可產生物質與反物質／小肥波

／／上月尾刊於 Physical Review Letters 的研究指，美國 Brookhaven 國家實驗室成功用相對論性重離子對撞機 (RHIC) 直接觀察到 Breit-Wheeler 過程，即光子可通過強力撞擊結合，變成物質與反物質。

Breit-Wheeler 過程在 1934 年由物理學家 Gregory Breit 和 John A. Wheeler 首次提出，理論指兩個光子可通過強力撞擊結合，有可能變成物質與反物質，形成電子和正電子。這種把光變成物質的過程是愛因斯坦狹論相對論中質能方程式 E=mc² 的直接反映，表明能量和質量是可以互相轉化。長期以來，學界都期望通過超強功率的激光碰撞來觀測過程，然而兩個光子發生碰撞的概率非常低，其所需的最低激光功率仍然比目前功率最高的激光系統要高幾個數量級。

有参與研究的 Brookhaven 國家實驗室物理部教授許長補指，當年 Breit 和 Wheeler 提出理論時，激光還未被發明，他們提出替代方案，通過加速重離子到相對論能區並碰撞來實現光生物質， RHIC 正是為此而設。

RHIC 啟動後會加速離子，電子會從元素的原子核剝離。由於電子帶負電荷而原子核內的質子帶正電荷，將電子剝離會使原子核帶正電荷。元素越重，擁有的質子越多，生成的離子正電荷就越強。

團隊使用了包含 79 個質子和強大電荷的金離子做測試。當金離子被加速到非常高的速度時，會產生一個圓形磁場，強度可以與對撞機中的垂直電場一樣強大，兩者相交的地方，出現相等磁場可產生電磁粒子或光子。許解釋，當離子以接近光速的速度運動時，金原子核周圍會有一堆光子，像雲一樣隨其移動。

在 RHIC 中，金離子會被加速到光速的 99.995% ，即使兩個離子彼此錯過時，產生的光子雲仍可互動碰撞；雖然無法檢測到碰撞本身，但產生的正負電子對可以顯示碰撞曾經出現。然而，僅僅檢測正負電子對並不足夠。因為電磁互動作用產生的光子是虛擬光子，會短暫地出現和消失，並且沒有與「真實」對應物相同的質量。

為了完全確認 Breit-Wheeler 過程出現，團隊分析了 6,000 多對正負電子的角度，比較每一電子對的質量和角分布是否與理論所上的光子碰撞一致。另一参與研究的物理學家 Daniel Brandenburg 補充，團隊也測量了系統的所有能量、質量分佈和量子數，確定如 Breit 和 Wheeler 最初預測一樣，光子碰撞可直接產生物質與反物質。

來源：
Science Alert, Physicists Detect Strongest Evidence Yet of Matter Generated by Collisions of Light, 10 August 2021

報告：
Adam, J. Adamczyk, L., Adams, J.R. & et al. (2021). Measurement of e+e− Momentum and Angular Distributions from Linearly Polarized Photon Collisions. Phys. Rev. Lett. 127, 052302 – Published 27 July 2021. doi: 10.1103/PhysRevLett.127.052302

文／Alan Chiu／／

從去年二月開始的疫情爆發至今，
大家勤帶口罩勤洗手，真的預防很多呼吸道感染👍🏻 但因為腸胃道感染的病毒🦠是酒精無法預防的～所以過年後感冒的病人不多，
幾乎都是腸胃炎的病人😅
腸胃炎的衛教之前寫過囉～
▶️ https://ppt.cc/fgHSmx

那寫一下也是我們診所常見的病人族群
⚜️ #胃食道逆流⚜️
胃食道逆流主要是因為食道上皮是鱗狀上皮，並非耐酸的柱狀上皮，胃會分泌胃酸主要是為了 #物理性殺菌跟消化食物，胃酸PH值平均為2 ，甚至比檸檬汁還酸，若食道長期被胃酸反覆侵蝕，久而久之就容易產生胃食道逆流。
👉🏻 症狀：#胃酸逆流、#胸口灼熱（俗稱火燒心）、#食道異物感、#吞嚥疼痛、上腹漲、噁心感、消化不良、打嗝、甚至有的會胸口疼痛、夜咳、夜間氣喘發作、聲音沙啞、嘴巴發苦發酸。
（其中”吞嚥困難”有時是食道癌的症狀之一，有時初期會難以辨別，請給醫生評估喔！）
👉🏻診斷：
1️⃣ 病史、理學檢查。
2️⃣#上消化道內視鏡：最直接也最準確的診斷方法，也可以順便檢查是否有幽門螺旋桿菌感染，或需要的時候也可以切片檢查。
3️⃣24小時食道酸鹼度測定。
4️⃣食道蠕動壓測量。

👉🏻 治療：
1️⃣藥物：#制酸劑搭配胃腸藥效果通常不錯，其中質子幫浦抑制劑效果比H2拮抗劑更好。若檢查發現幽門螺旋桿菌感染，也需要使用抗生素治療。
2️⃣手術：現在藥物治療效果通常不錯，但如果藥物效果不彰，可以考慮胃底折疊手術。

⚠️ #胃痛不是吃止痛藥‼️🙅🏻‍♀️
➡️在門診看到不少民眾，說自己胃痛吃了止痛藥都沒效，或胃很痛要求來打止痛針，其實除了普拿疼跟嗎啡類止痛藥，很多消炎止痛藥是傷胃的，反而短暫的止痛後會胃更痛‼️

除了藥物控制，搭配飲食習慣的調整也是非常重要的！現代人壓力很大，不乏小學生就來看胃痛，也有高中生胃鏡就看到胃潰瘍的～
#養成良好的生活習慣可以幫助減少胃痛發作的頻率喔❗️
1️⃣#睡覺時三小時禁食，才不容易胃酸逆流。
2️⃣#睡覺可以抬高枕頭，或左側躺減少胃酸逆流。
3️⃣#咖啡因會讓賁門括約肌變鬆，胃食道逆流症狀會惡化，#建議不要空腹喝黑咖啡☕️、濃茶🍵、碳酸飲料🥤跟酒🍺。
4️⃣#高脂肪食物會刺激胃酸分泌：建議避免油炸食物、難消化的食物（如：糯米或珍珠🧋）及辛辣食物。
5️⃣#建議不要穿太緊衣服，如：腰封等。懷孕、肥胖等增加腹壓的情形也容易有胃食道逆流，維持適中體重也有幫助。
6️⃣#飯後一小時內建議不要做核心運動。
7️⃣#三餐定時定量，讓食物定時中和胃酸，因為空腹時間過久，胃會持續分泌胃酸，讓症狀加重。
8️⃣#不要暴飲暴食，三餐吃七分飽，才不會把賁門撐開加重症狀。
9️⃣ #尼古丁會增加胃酸分泌，並影響下食道括約肌的運作，所以不要抽菸🚬。
🔟#吃飯放慢速度，不要囫圇吞棗，容易胃脹氣。

值得注意的是，#壓力荷爾蒙會使胃酸分泌增加，長期處於高壓狀態、或容易焦慮的人，也容易胃炎或胃食道逆流，所以適時排解壓力也是很重要的喔～

其中慢性咽喉炎，也跟胃食道逆流有關，之後有機會再來介紹～

#佳鴻診所（備有胃、腸鏡）
🔽以下圖片取自永信藥品網站

【科普文分享】【鎄】美團隊首次測量神秘元素鎄　揭其基本特性與同系元素不同／小肥波

／／最新刊於《自然》的研究指，成功找到人工合成、人類幾乎一無所知的元素鎄 (Einsteinium) 部份基本特性。

鎄是在 1952 年第一次美國能源部氫彈爆炸的殘餘物中發現，英文名字是以著名物理學家愛因斯坦命名。該原子序為 99 的元素不是自然存在於地球上，一直只能以專門核反應堆微量產生，同時因為鎄很難與其他元素分離、具有很高放射性並迅速衰變，這使得過去近 70 年研究該元素極為困難。

鎄是元素週期表底部 15 種錒系元素 (Actinide) 其中一個，這些較重的金屬元素是通過用中子和質子撞擊目標元素而成，鎄則是中子和質子撞擊鋦 (Curium) 產生。美國勞倫斯柏克萊國家實驗室 (Berkeley Lab) 團隊利用了田納西州橡樹嶺國家實驗室的專門核反應堆，成功製造出 233 納克 (nanogram) 的純鎄，並進行了自 1970 年代以來首次實驗。

鎄僅為副產品　產量極少

該反應堆原目的是製造鐦 (Californium) ，這種在核電廠中使用的商業上重要元素，因此僅產生很少量的鎄作為副產物。由於兩種元素相似，因此從鐦中提取純鎄很困難，最終僅得到了微量的鎄-254 ，這是該元素最穩定的同位素之一。

愛荷華大學化學系助理教授、前柏克萊國家實驗室研究員 Korey Carter 表示，得到的鎄-254 量非常少，肉眼看不到，唯一能分辨它存在的方法就是來自其放射性訊號。

但獲得鎄只是成功的一半。下一個問題是找到一個保存該元素的地方。

鎄-254 的半衰期為 276 天，然後會分解成錇-250 (Berkelium-250) ，後者會放出破壞性很強的伽瑪射線。新墨西哥州洛斯阿拉莫斯國家實驗室的研究人員設計了一種特殊的 3D 打印器皿，用以保護柏克萊國家實驗室團隊免受這種輻射影響。

但元素的衰減也為團隊帶來其他問題。 Carter 解釋，鎄-254 一直穩定衰減，每個月檢測時都會流失 7.2％ 質量，因此在計劃實驗時必須考慮到這一點。同時受武漢肺炎 (COVID-19) 大流行影響，部分研究未能按原定時間進行，故需爭分奪秒。

現時的主要發現是鎄的化學鍵長度，即兩個鍵原子之間的平均距離的測量，學者可透過此長度預測其與其他元素的互動方式。他們發現鎄的化學鍵長與錒系元素的總體趨勢背道而馳。這是過去理論上已經預測過的，但以前從未通過實驗證明過。

另外，與其他錒系元素相比，鎄在曝露於光線下的發光能力也大不相同， Carter 將其描述為「前所未有的物理現象」。團隊將需要進一步實驗以確定原因。

研究亦可以使將來製造鎄變得更容易，鎄甚至可能會被用作製造出更重的元素，包括未發現的元素，例如假想元素 119 即 Ununennium (Uue) 。／／