范艾伦辐射带就是带电粒子绕着地球运动而形成的辐射带。其原理就是磁约束带电粒子的原理。

磁和电是一对“孪生兄弟”。磁是由闭环电流生成的；磁力线都是闭合的，都是形成一个纤维丛拓扑。磁实际上是与闭环电流相互作用的，或者说是磁与电流环相互作用的过程，就是磁场纤维丛拓扑，与电流环形成的磁纤维丛，形成了一个完备的拓扑子集。所以说，电荷(带电粒子)被磁约束住就是，电荷形成的磁纤维丛与约束磁场形成完备拓扑子集过程。

范艾伦辐射带的形成就是地磁场与太阳辐射到地球的带电粒子，刚好形成了一个完备的纤维丛拓扑子集。由于带电粒子绕地球转，将产生电磁辐射，其能量将减少，地球将会出现大量的，多余的正电荷和负电荷不能“结婚”的现象，即如果质子和电子是由太阳辐射来的，这两种带电粒子形成的范艾伦辐射带距离较远，最后衰落进地球大气“结婚”的几率较小，这样，地球大气中将存在大量质子射线和电子形成的硬x射线。而实际情况确不是这样。所以说，太阳每秒辐射大量的质子、电子等费米子不一定是事实。地球的范艾伦辐射带就是太阳光形成的大气电离层分离现象。

至于范艾伦带上存在反物质，最多是宇宙高能射线进行粒子碰撞，形成的粒子反应产物。量非常小不说，生存概率也极小，因为轨道要辐射衰变，最后要坠入地球大气层。太阳粒子辐射能量太小，不会产生反物质，所以只能是高能宇宙射线产物。而且，产量低，即使有磁约束带，其生存时间也极短，测到的几率非常小。估计都是为了骗诺奖，无所不用其极。

在我们的世界中，人们发现的第一种“看不见的力”是我们第一次拿起磁铁的时候，我们发现磁铁会吸引其他的磁性材料。而且也会对带电物体施加作用力。不过，磁场对带电物体的作用方式和我们熟知的引力不一样，引力场会把物体拉向引力源的方向，而磁场对带电粒子的作用方式完全不同。

一个带电粒子以任意的角度入射进磁场，磁场对移动的带电粒子所施加力的方向总是垂直于带电粒子的运动方向，而不是磁场的方向，因此会形成螺旋轨迹，而不是平滑的抛物线和引力作用下的椭圆。

而磁场偏转带电粒子的方向也在保护着地球的安全。

地球的磁场也就是让指南针指向北方的磁场会延伸到遥远的太空，并且保护我们免受高能带电粒子的伤害，这些带电粒子大部分来自太阳，而且还有少量的带电粒子来自银河系和宇宙空间！

如果没有地球产生的磁场来“屏蔽”带电粒子，那么太阳风将对我们产生致命的伤害。

但是地球的磁场会偏转带电粒子的运动方向，使大部分粒子远离地球，进入南北极，产生我们看到的极光。

虽然大多数带电粒子没有击中我们地球，但是有一部分带电粒子却被困在了我们地球的磁场中！受洛伦磁力的作用在地磁层中运动。

我们知道在我们的地球周围有两条高能粒子辐射带，被称为范艾伦辐射带！类似于甜甜圈的形状环绕着地球，在离地球较近的地方，有一条质子带，稍远一点的地方有一条电子带。在这两条辐射带中有大量的带电粒子被地球磁场“捕获”。

目前认为范艾伦辐射带的纬度范围是南北纬40°~50°之间；高度范围分两段：内带1500~5000km，外带13000~20000km。

而范艾伦辐射带不仅存在于地球周围，而且存在于每一个有强大磁场的行星周围。其他有大量极光的行星，它们可能都有自己的范艾伦带。

以土星为例，可能有成千上万倍的质子和电子被困在范艾伦带中。

但是在范艾伦带中并不只是存在普通物质。多年来人们一直在理论上认为，反物质也应该存在于地球的范艾伦带中！这是怎么回事？

范艾伦带中的反物质是咋来的？

如果有足够的能量，制造反物质其实很容易。当一个高能质子撞击其他粒子时，只要有足够的能量，通过E = mc^2，就可以制造出粒子和反粒子。

然而，要想让一个粒子进入围绕地球的稳定轨道，最简单的方法就是从地球本身向正确的方向发射反粒子。

在理论上地球应该存在反物质带。而且我们已经在太空中发现了地球的反物质带！在2011年一个与PAMELA实验合作的团队发表了一篇论文，名为《发现地磁场捕获的宇宙射线反质子》，他们在地球周围发现了反质子“带”，位于正常物质的两个范艾伦带之间！

反物质确实是最有效的能量来源。宇宙中没有任何物质会和反物质一样完全将质量转化为能能量，不会留下任何废料。

但是在两个范艾伦带之间的整个空间中只有几毫微克的反质子！如果我们把这些反质子全部收集起来，它所包含的总能量大约相当于一个汽车电池的能量。

即使我们去太阳系中最有效的反质子捕获行星土星，去收集反物质！我们也只能得到大约1毫克的反质子。

一毫克的反质子相当于一颗大型核弹释放的能量，但首先我们到达土星需要的能量要比这些反质子释放的能量要多得多。

虽然没有什么用。但我们知道了在地球周围存在着反物质带！