宇宙里的幾乎所有物質都是由物質組成的,地球,空氣,你我,恒星,星際塵埃,一切都是如此,這些事物都是由電子和夸克構成的,也有可能會是一些比較罕見的粒子,比如μ介子,還有τ介子和中微子,所有這些粒子在它們的基態都是以場的激發態的形式存在于不出不在的量子場里。 但正如一句老話所說:所有的粒子都存在一個等價相反的反粒子,也就是無處不在的量子場里有一個相反的激發,這個反粒子與原本的粒子有著完全相同的屬性,只是電荷相反。同時又因為這些反粒子都是量子場相反的激發,所以正反粒子相遇時,它們會湮滅消散。 所有的基本粒子都有一個反粒子,所以必定存在反夸克,反中微子,反μ介子和反τ介子,當然,也有反電子,雖然我們一般叫它正電子。 由于反物質粒子和平常說的普通物質的粒子除了電荷相反基本完全一樣,所以它們可以以相同的方式結合在一起,構成反質子,反原子,反分子,從原理上講,甚至可組成反螞蟻,反人類,反地球等等。 當然我們還可以做出一個正電子素,它和氫原子很像,只是不同于電子繞著質子轉,電子是在繞著正電子轉,雖然它們很快就會湮滅。 因為反物質粒子一旦和常規物質的粒子相遇就會湮滅,幾乎不可能用反物質做出一個足夠大物體,如今科學家還只能同時控制數百個反氫原子。此外,當正反粒子湮滅時,生成的能量必定有所去處,這就是為什么反物質曾被構想用于制作炸彈。 但是我們很難弄到自然界中的反物質,所以不像原子彈那樣只用釋放一定的高密度能量就能使鏈式反應啟動,首先你得用制造反物質的方法吧能量放到一個反物質炸彈里,也就是說你需要“攪拌”空間,形成一對正反物質的共軛激發,這有點像用錘子砸數字0,把它分成2和-2,但是我們用的是粒子加速器或者高能量的光子這樣的錘子。 由于光子不帶電荷,所以它就是自己 的反粒子,這就像0的相反數還是0。事實上,數學與反物質關系十分密切。相對論性量子力學早在反物質發現的幾年前就已經預測了它的存在。 實際上,我們再宇宙里只發現了很少量的反物質,這是很明顯的事,因為如果有很多反物質在我們身邊,我們早就不存在了。這是件好事,因為它們不足以湮滅我們。 當然還有件讓人困惑的事情,因為物質和反物質其實互為鏡像,那為什么宇宙大爆炸產生的正物質會比反物質多呢?沒有人知道答案。但對于物理學家來說,答案至關重要,因為這關乎到或許是宇宙的一個終極謎題:宇宙到底怎么誕生的! |
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