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十万个为什么反物质篇(part1)罗江睿十万个为什么?今天就让我们共同探讨同一个问题:什么是反物质?十万个为什么?什么是反物质?十万个为什么?反物质,是反粒子概念的延伸,反物质是由反粒子构成的,如同普通物质是由普通粒子所构成的。例如一颗反质子和一颗反电子(正电子)能形成一个反氢原子,如同电子和质子形成一般物质的氢原子。此外,物质与反物质的结合,会如同粒子与反粒子结合一般,导致两者湮灭,且因而释放出高能光子或是其他能量较低的正反粒子对。正反物质湮灭所造成的粒子,赋予的动能等同于原始正反物质对的动能,加上原物质静止质量与生成粒子静质量的差,后者通常占大部分。1979年10月30日,美科学家首次测出星际空间反物质流。2010年11月17日,欧洲核子研究中心(CERN)科学家,在实验中首次成功捕获反物质。十万个为什么?反物质是一种假想的物质形式,在粒子物理学里,反物质是反粒子概念的延伸,反物质是由反粒子构成的。物质与反物质的结合,会如同粒子与反粒子结合一般,导致两者湮灭并释放出高能光子或伽玛射线。1932年由美国物理学家卡尔·安德森在实验中证实了正电子的存在。随后又发现了负质子和自旋方向相反的反中子。2010年11月17日,欧洲研究人员在科学史上首次成功“抓住”微量反物质。十万个为什么?自然界纷呈多样的宏观物体还原到微观本源,它们都是由质子、中子和电子所组成的。这些粒子因而被称为基本粒子,意指它们是构造世上万物的基本砖块,事实上基本粒子世界并没有这么简单。在30年代初,就有人发现了带正电的电子是一种带有负电的亚原子粒子,这是人们认识反物质的第一步。到了50年代,随着反质子和反中子的发现,人们开始明确地意识到,任何基本粒子都在自然界中有相应的反粒子存在。十万个为什么?反物质是正常物质的反状态。当正反物质相遇时,双方就会相互湮灭抵消,发生爆炸并产生巨大能量。能量释放率要远高于氢弹爆炸。在丹·布朗的小说《天使与魔鬼》里,恐怖分子企图从欧洲核子中心盗取反物质,进而炸毁整座梵蒂冈城。与此类似的是,YQZ的小说《末日大逃亡之地球毁灭》中,男女主角在费米国家实验室科学家的帮助下,成功地用运载35克反物质的洲际导弹炸毁了撞向南极洲飞船基地的中子星,而它曾经受数千枚核弹狂轰滥炸却毫发无伤。十万个为什么?反物质概念是英国物理学家保罗·狄拉克最早提出的。他在20世纪30年代预言,每一种粒子都应该有一个与之相对的反粒子,例如反电子,其质量与电子完全相同,而携带的电荷正好相反(A)。且电子的自旋量子数是-1/2而不是正1/2。?欧洲航天局的伽马射线天文观测台,证实了宇宙间反物质的存在。他们对宇宙中央的一个区域进行了认真的观测分析。发现这个区域聚集着大量的反物质。此外,伽马射线天文观测台还证明,这些反物质来源很多,它不是聚集在某个确定的点周围,?正电子、负质子都是反粒子,它们跟通常所说的电子、质子相比较,电量相等但电性相反。科学家设想在宇宙中可能存在完全由反粒子构成的物质,也就是反物质。?电子和反电子的质量相同,但有相反的电荷。质子与反质子也是这样。那么中子与反中子的性质有什么差别?其实粒子实验已证实,粒子与反粒子不仅电荷相反,其他一切可以相反的性质也都相反。这里我们讨论一下重子数的概念。?质子与中子被统称为核子。人们从核现象的研究发现,质子能转化为中子,中子也能转化为质子,但在转化前后,系统的总核子数是不变的。也就是说在中子转变为质子的同时,质子也在转变为中子。十万个为什么?50年代起的粒子实验表明,还有很多种比核子重的粒子,它们与核子也属同一类,这类粒子于是被改称为重子,核子仅是其最轻的代表,一般的规律是:当粒子通过相互作用而发生转化,系统中的重子个数是不会改变的。?由于重子数的守恒性,两个质子相碰是不会产生一个包含三个重子的系统的,那么反核子应当怎么产生?实验表明,反核子总是在碰撞中与核子成对地产生的。例如p+p → N+N+N+N'+若干π介子,其中N代表质子或中子,N'代表反质子或反中子。反核子一旦产生,它常很快与周围的某个核子再相碰而成对地湮灭。