
反物質與普通事情除了它相反電荷。例如,一個具有負電荷的電子具有稱為正電子的反物質伴侶。正電子是一個與電子相同質量的粒子,但正電荷。
沒有電荷的顆粒(例如中子)通常是他們自己的反物質伴侶。但是研究人員尚未確定神秘的微小粒子是否稱為中微子也是中立的,是他們自己的反粒子。
儘管聽起來像是科幻小說中的東西,但反物質是真實的。反物質是與物質一起創建的大霹靂。但是反物質在當今的宇宙中很少見,科學家不確定為什麼。
反物質在哪裡,如何製作反物質?
人類在巨大的粒子加速器(例如大型強子對撞機,位於日內瓦以外的地方,由歐洲核研究組織(歐洲核研究組織)經營。 CERN的幾項實驗產生了抗溶劑,該元素是該元素的反物質雙胞胎氫。迄今為止生產的最複雜的反物質元件是抗較高的,氦。
在整個宇宙中也有天然產生的抗顆粒。但是,當物質和反物質相遇時,他們會互相消滅並產生能量,這意味著在像我們這樣以物質為主的宇宙中,反物質不會很長。
反物質也是關於宇宙為什麼根本存在的神秘核心。在大爆炸之後的第一刻,只有能量存在。隨著宇宙的冷卻和擴展,產生了物質和反物質的顆粒。科學家以極高的精度測量了顆粒和反粒子的特性,並發現這兩者的行為相同。因此,如果反物質和物質的數量相同,並且它們的行為相同,那麼在接觸開始時就殲滅了所有的物質和反物質,沒有留下任何東西。
為什麼物質在反物質上占主導地位是一個主要的謎。
一種理論表明,在宇宙的開頭創造了更多的物質,因此即使在相互殲滅之後,還有足夠的物質形成恆星,星系最終,一切都在地球。差異本來很小。根據space.com,現場科學姐妹網站。
如果中微子(幾乎與其他物質相互作用的微小幽靈粒子)實際上是其自身的反粒子,那可能是解決此問題的關鍵。在這個理論中,在開始時,一小部分中微子可以從反物質過渡到物質,從而在宇宙的啟動中可能造成輕微的物質失衡。實驗試圖確定中微子是否是其自身的反粒子,但到目前為止他們沒有定論。
預測和諾貝爾獎
英國物理學家保羅·迪拉克(Paul Dirac)在試圖結合時預測了反物質量子力學,描述了亞原子顆粒和愛因斯坦的理論相對論。狄拉克(Dirac)正在尋找方程式的解決方案,該方程描述了電子在光速附近行駛的運動。 “正如方程式x^2 = 4可以具有兩個可能的解決方案(x = 2或x =減去-2)一樣,迪拉克的方程可能具有兩種解決方案,一種用於帶正能的電子,一種用於負能量的電子”庫恩。
起初,狄拉克(Dirac)猶豫不決地分享他的發現。但是最終,他擁抱了它們,並說宇宙中的每個粒子都應具有像它一樣行為但電荷相反的鏡像粒子。
幾年後,美國加利福尼亞理工學院發現了正電子卡爾·安德森,正在研究高能精力宇宙射線這來自太空,撞到了地球的大氣層,產生了其他顆粒。在他的探測器中,安德森見證了與電子相同質量的痕跡,但負責。 《物理評論》雜誌上的一位編輯提出了粒子的名稱。美國物理研究所。
由於他們在這一發現方面的工作,Dirac和Anderson收到了諾貝爾物理獎- 1933年的狄拉克(Dirac)和1936年的安德森(Anderson)。
反物質太空飛船?
由於將物質和反物質放在一起產生能量,因此工程師推測,反物質驅動的航天器可能是探索宇宙的有效方法。
NASA已經研究了使用反物質驅動的車輛飛往火星的可能性,但是這個想法有一些缺點。首先,這真的很昂貴。
“人類火星任務所需的10毫克正電子的粗略估計是使用目前正在開發的技術約2.5億美元,”新墨西哥州聖達菲的Potitronics Research LLC的杰拉爾德·史密斯(Gerald Smith)表示,2006年的文章NASA。成本似乎很高,但是將某些東西發送到軌道上仍然約為每磅10,000美元,因此大型太空飛船加上其人類船員也很昂貴。
最近,NASA研究人員已經研究了使用物質 - 抗焦點碰撞產生的能量將探針發送到最近的恆星系統Alpha Centauri的可能性。碰撞中的能量將使車輛能夠將光速加速至10%,然後放慢自身的速度,足以探索alpha centauri,這可能是數十年來的。