宇宙里的幾乎所有物質(zhì)都是由物質(zhì)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(gòu)成的,也有可能會(huì)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(tài)都是以場(chǎng)的激發(fā)態(tài)的形式存在于不出不在的量子場(chǎng)里。
但正如一句老話所說:所有的粒子都存在一個(gè)等價(jià)相反的反粒子,也就是無處不在的量子場(chǎng)里有一個(gè)相反的激發(fā),這個(gè)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(shí)又因?yàn)檫@些反粒子都是量子場(chǎng)相反的激發(fā),所以正反粒子相遇時(shí),它們會(huì)湮滅消散。
所有的基本粒子都有一個(gè)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(dāng)然,也有反電子,雖然我們一般叫它正電子。
由于反物質(zhì)粒子和平常說的普通物質(zhì)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(jié)合在一起,構(gòu)成反質(zhì)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(dāng)然我們還可以做出一個(gè)正電子素,它和氫原子很像,只是不同于電子繞著質(zhì)子轉(zhuǎn),電子是在繞著正電子轉(zhuǎn),雖然它們很快就會(huì)湮滅。
因?yàn)榉次镔|(zhì)粒子一旦和常規(guī)物質(zhì)的粒子相遇就會(huì)湮滅,幾乎不可能用反物質(zhì)做出一個(gè)足夠大物體,如今科學(xué)家還只能同時(shí)控制數(shù)百個(gè)反氫原子。此外,當(dāng)正反粒子湮滅時(shí),生成的能量必定有所去處,這就是為什么反物質(zhì)曾被構(gòu)想用于制作炸彈。
但是我們很難弄到自然界中的反物質(zhì),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?zhǔn)椒磻?yīng)啟動(dòng),首先你得用制造反物質(zhì)的方法吧能量放到一個(gè)反物質(zhì)炸彈里,也就是說你需要“攪拌”空間,形成一對(duì)正反物質(zhì)的共軛激發(fā),這有點(diǎn)像用錘子砸數(shù)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(shù)還是0。事實(shí)上,數(shù)學(xué)與反物質(zhì)關(guān)系十分密切。相對(duì)論性量子力學(xué)早在反物質(zhì)發(fā)現(xiàn)的幾年前就已經(jīng)預(yù)測(cè)了它的存在。
實(shí)際上,我們?cè)儆钪胬镏话l(fā)現(xiàn)了很少量的反物質(zhì),這是很明顯的事,因?yàn)槿绻泻芏喾次镔|(zhì)在我們身邊,我們?cè)缇筒淮嬖诹?。這是件好事,因?yàn)樗鼈儾蛔阋凿螠缥覀儭?/p>
當(dāng)然還有件讓人困惑的事情,因?yàn)槲镔|(zhì)和反物質(zhì)其實(shí)互為鏡像,那為什么宇宙大爆炸產(chǎn)生的正物質(zhì)會(huì)比反物質(zhì)多呢?沒有人知道答案。但對(duì)于物理學(xué)家來說,答案至關(guān)重要,因?yàn)檫@關(guān)乎到或許是宇宙的一個(gè)終極謎題:宇宙到底怎么誕生的!
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