什么是反物质?
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反物质是一类粒子的总称,它们与其他形式的物质具有相同的特性,只是电荷相反。例如,称为正电子的反物质粒子具有电子的所有特性,但带有正电荷而不是负电荷。
反物质是如何被发现的?
反粒子的想法首先由物理学家提出保罗·狄拉克20 年代末。他将新兴的量子力学领域与阿尔伯特·爱因斯坦的相对论工作相结合,揭示了粒子在不同速度下的行为方式。在解释他的方程的结果时,狄拉克认为理论上可以存在与电子具有相同质量和自旋的粒子,只是带有相反的电荷。
接下来的十年,宇宙射线在云室内留下的粒子轨迹被认为是狄拉克反电子现实存在的第一个迹象。
反物质如何与正常物质相互作用?
当反物质粒子与其物质等价物相遇时,每个粒子都会衰变成伽马辐射。
这种能量的转变使反物质成为科幻小说中从发动机到武器的完美燃料。虽然它是钾等辐射材料衰变的自然产物,并且可以使用粒子对撞机产生,但在一个地方收集足够的能量来作为能源是一项挑战。对于欧洲核子研究中心来说,要以目前的生成速度积累一克材料,大约需要1000亿年。
为什么反物质如此稀有?
到目前为止,物理学中还没有什么东西能让物质变得特别。两种类型的粒子应该以相等的数量存在,但为什么我们看不到这一点仍然是物理学中最大的谜团之一。
由于这两种形式的粒子都会相互湮灭,只留下高能辐射,因此为什么我们会有特定种类的粒子也是一个谜。
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