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反物質是物質的映象。物質由原子組成,原子又由質子、中子和電子組成。質子帶正電,電子帶...通常物質中沒有發現過反物質,即使在實驗條件下,反質子也一瞬即逝。
當你照鏡子時,看一看在鏡子中的那個你,如果那個鏡子裡的傢伙真的存在,並出現在你的面前,會怎麼樣呢?
科學家們已經考慮過這個問題,他們把鏡子中的那個你叫做「反你」。他們甚至想象很遠的地方有一個和我們現在的世界很象的世界,或者說是我們的世界在鏡子裡的像。它將是一個由反恆星、反房子、反食物等所有的反物質構成的反世界。
但是反物質是什麼,這一切又可能是真實的嗎?
對於「反物質是什麼」這個問題,並沒有惡作劇的意味。反物質正如你所想象的樣子——是一般物質的對立面,而一般物質就是構成宇宙的主要部分。直到最近,宇宙中反物質的存在還被認為是理論上的。
在2023年,英國物理學家paula.m.dirac修改了愛因斯坦著名的質能方程(e=mc2)。
dirac說愛因斯坦在質能方程中並沒有考慮「m」——質量——除了正的屬性外還有負屬性。dirac的方程(e=+或者-mc2)允許宇宙中存在反粒子。而且科學家們也已經證明了幾種反粒子的存在。
這些反粒子,顧名思義,是一般物質的映象。每種反粒子和與它相應的粒子有相同的質量,但是電荷相反。以下是20世紀發現的一些反粒子。
正電子——帶有一個負電荷而不是帶有一個正電荷的電子。由carlanderson在2023年發現,正電子是反物質存在的第一個證據。反核子——帶有一個負電荷而不是通常帶有一個正電荷的核子。
由研究者們在2023年的伯克利質子加速器上產生了一個反質子。
反原子——正電子和反質子組合在一起,由cern的科學家製造出第一個反質子(cern是歐洲核子研究中心的簡稱)。共製造了九個反氫原子,每一個的生命只有40納秒。到2023年cern的研究者把反氫原子的產量增加到了每小時2000個。
當反物質和物質相遇的時候,這些等價但是相反的粒子碰撞產生**,放射出純的射線,這些射線以光速穿過**點。這些產生**的粒子被完全消滅,只留下其它亞原子粒子。物質和反物質相遇所產生的**把兩種粒子的質量轉換成能量。
科學家們相信這種方法產生的能量比任何其它推進方法產生的能量強的多。所以,為什麼我們不能建一個物質——反物質反應機呢?建造反物質推進機的困難之處在於宇宙中反物質的缺乏。
如果宇宙中存在相等數量的物質和反物質,我們將可能看到圍繞我們的這些反應。既然我們的周圍並不存在反物質,我們也不會看到物質和反物質碰撞所產生的光。
在大**產生時粒子數超過反粒子數是可能的。如上所述,粒子和反粒子的碰撞把兩者都破壞掉了。並且因為開始的時候有更多的粒子存在,所以現在的粒子是所有留下來的那些。
今天在我們的宇宙中可能已經沒有留下任何天然的反粒子。但是,在2023年科學家們發現在銀河系中心附近有一個可能的反物質源。如果那個地方真的存在,也意味著存在天然的反物質,所以我們將不再需要製造反物質。
但是目前,我們將不得不創造我們自己的反物質。幸運的是,通過使用高能粒子對撞機(也叫做離子加速器)這種技術製造反物質是可行的。離子加速器,象cern,是沿很強的環繞的超磁場排列的一些巨大的隧道,超磁場可以使原子以接近光速的速度推進。
當原子通過加速器出來時,它轟擊目標,創造出粒子。這些粒子中的一些就是用磁場分離的反粒子。這些高能離子加速器每年只能產生幾個毫微克的反核子。
一毫微克是一克的十億分之一。所有一年之內在cern產生的反核子只夠一個100瓦的電燈泡亮3秒鐘。如果要用反核子進行星際旅行將需要消耗幾噸才能實現。
2樓:匿名使用者
反物質反物質(antimatter),一切反粒子及其集合的總稱。反粒子是相對於「正」粒子而言的。按照量子場論,反粒子和它所對應的正粒子都是同一場的激發,它們之間以確定的方式相聯絡。
粒子和與它對應的反粒子有某些物理量完全相同(如質量、自旋等),有些物理量大小相等但符號相反(如電荷、磁矩、奇異數等)。對於某些粒子來說,用於區分正反粒子的所有物理量為零,這些粒子的反粒子就是它們自身,這種粒子被稱為真中性粒子。例如,正電子是電子的反粒子(正電子帶正電,電子帶負電),反質子是質子的反粒子(質子帶正電,反質子帶負電),光子則是一種真中性粒子。
正粒子和與它對應的反粒子相碰可以轉變成光子或介子,這個過程稱為正反粒子對湮沒,其反過程也存在。例如,正、負電子可以湮沒成光子,光子在一定條件下也可變成正、負電子對。
20世紀60年代以來,關於強子結構的夸克模型獲得重要進展。按照夸克模型,強子由夸克和反夸克組成,例如重子由3個夸克組成,介子由正、反夸克組成。另一方面,現代宇宙學中有一種假說,運用反物質和正物質對稱的觀點研究宇宙的起源和結構,推測可能存在大量反粒子集中的反物質區域,認為反物質和由正粒子組成的物質體系相碰,也會發生湮沒,並認為這種湮沒及其反過程在宇宙的演化中起著重要作用。
反物質的發現和有關物質的物理學說的發展,說明了物質形態的多樣性和統一性。但自然科學中所說的反物質是關於物質形態和結構的概念,不是同哲學的物質範疇相對立的概念。
反物質是正常物質的反狀態。當正反物質相遇時,雙方就會相互湮滅抵消,發生巨大**,併產生巨大能量。能量釋放率要遠高於氫彈**。
反物質概念是英國物理學家保羅•狄拉克最早提出的。他在上世紀30年代預言,每一種離子鍍應該有一個與之相對的反粒子,例如反電子,其質量與電子完全相同,而攜帶的電荷正好相反。根據大**理論,宇宙誕生之初,產生了等量的物質與反物質。
可能由於某種原因,大部分反物質轉化為了物質,或者難於被觀測到,導致在我們看來這個世界主要有物質組成。前不久,一個由日本和美國科學家組成的研究小組,計劃從今年開始在南極上空放飛氣球,捕捉反物質天體釋放出的反粒子,尋找反物質天體如反星系存在的證據。日美研究小組曾在加拿大用氣球進行觀測,該地區受地球磁場和大氣影響很小,但為了不讓氣球飛跑,必須當天**。
而在南極上空,氣球可持續飛行兩週,觀測資料能大幅度增加。目前,人們發現和製造的反物質粒子雖然不多,但正電子作為反物質的一種形式美已經有了許多實際用途,例如,正電子發射x射線層析照相術(pet),醫生利用它對人體進行掃描,不僅能得出病人軟組織的詳細影象,而且能夠觀察人們體內的化學過程以及在進行認識活動時大腦各部分消耗「燃料」的速度。
3樓:
反物質就是由反粒子組成的物質。所有的粒子都有反粒子,這些反粒子的特點是其質量、壽命、自旋、同位旋與相應的粒子相同,但電荷、重子數、輕子數、奇異數等量子數與之相反。
例如,氫原子由一個帶負電的電子和一個帶正電的質子構成,反氫原子則與它正好相反,由一個帶正電的正電子和一個帶負電的反質子構成。物質和反物質相遇後會湮滅,釋放出大量能量。
科學家認為,製造出大量反氫原子,有助於驗證cpt守恆假設的正確性和宇宙標準模型的普適性。如果發現反氫原子與氫原子在物理規律上並不完全對等,將給物理學和宇宙學的一些基礎問題帶來非常重要的新啟發。例如宇宙大**理論認為,宇宙誕生時,從虛無中產生了相等數量的物質和反物質。
但人們觀察到的宇宙中,物質顯然佔絕對的主導地位。對反氫原子的研究,可能有助於解開這個疑點。
4樓:宇宙大**
反物質和我們已知宇宙的中所有物質的電子、質子相比較,電量相等但電性相反。當反物質和正物質相遇後會怎樣?他們會毀滅對方,兩個粒子會消失,他們的質量會完全轉化,成為某種高能的作用力攜帶粒子,比如光子或膠子。
我們把這一個過程叫做「湮滅」。
5樓:匿名使用者
在宇宙中,有一種物質,它的原子核中的質子帶負電,電子帶正電荷,和正常的物質正好相反,所以叫反物質
6樓:匿名使用者
物質與反物質的湮滅是多麼的懼怕,其能量又是多麼的巨大.
記得當時美國收回衛星實驗返回倉時,中國**電視臺實況轉播,盛況空前,激動人心.
7樓:
與物質可以湮滅,並放出光子與大量能量的物質。
戰艦上的反物質引擎是什么,戰艦上的反物質引 擎是什麼
反物質引擎顧名思義,是用反物質作為能源的發動機。就像蒸汽機用煤,柴油機用柴油,汽油內燃機用汽油一樣。說明這種發動機的能量 是反物質。反物質為什麼能夠帶來能量?根據愛因斯坦的質能方程式,物質和能量是能夠互相轉化的。我們平時所說的核能,就是質能轉化的例子。根據計算,如果我們能夠使吧一千克質量的物質轉化為...
反物質和黑洞誰的威力更大,黑洞武器與反物質武器哪個的威力更大?
腦洞大開形容一個人擁有不可思議的想象力,這也是專門用來形容人類的詞。那麼人類可以腦洞大開到哪種程度呢?眾所周知黑洞是宇宙中最神祕的天體,而反物質是宇宙中最神祕的物質。如果把反物質和黑洞放在一起,會發生什麼呢?前段時間黑洞的 在各大社交平臺上引起了一股熱潮,它是人類歷史上第一次拍攝到的黑洞 直接證明了...
問什麼宇宙系由物質而非反物質組成
反物質反物質就是由反粒子組成的物質。所有的粒子都有反粒子,這些反粒子的特點是其質量 壽命 自旋 同位旋與相應的粒子相同,但電荷 重子數 輕子數 奇異數等量子數與之相反。例如,氫原子由一個帶負電的電子和一個帶正電的質子構成,反氫原子則與它正好相反,由一個帶正電的正電子和一個帶負電的反質子構成。物質和反...