在科幻影戏中,动不动就会泛起反物质,那么反物质到底是什么呢?院长带你寻找谜底。 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,发生爆炸并发生庞大能量。
它作为物理学的一种观点和一种思想,反物质早在1898年就曾被英国科学家舒斯特(1851~1934)斗胆地作过预言,他认为既然物质是由带正、负两类电荷组成的,那么物质也应该有正反两种.他甚至预言,在宇宙空间可能存在着反物质组成的恒星和星云.然而舒斯特的预言没有科学论证,仅是一种臆测.厥后狄拉克对反物质的预言作出了严格的理论论证. 1928年六月,狄拉克用四行四列矩阵取代泡利的二行二列的6矩阵后,乐成地把非相对论性的薛定谔方程推广于相对论情况,获得了著名的狄拉克方程.这一方程立刻带来了四项伟大的成就:①电子的自旋是狄拉克方程的自然推论,而不像薛定谔方程需要人为的加上去;②电子的磁矩值可以直接从方程获得;③应用到氢原子时方程能够自动得相互作用.这四项成就讲明,狄拉克方程将量子力学中原来各自独立可是,在取得这些庞大成就的同时,也泛起了一个严重是负能态之谜。由狄拉克方程可以得出,电子应当有四是其能级应该是非相对论性解的四倍,薛定谔方程引入上值酿成二倍,但这是人为引入的,显得十分不自然。
厥后终于在1955年,美国物理学家西格雷等人用人工的方法获得了反质子。今后人们逐渐认识到,不仅质子和电子,所有的微观粒子都有各自的反粒子。 这一系列科学结果使人们日渐靠近反物质世界。
然而问题并不那么简朴。首先,在地球上很难发现反物质。
因为粒子与反粒子遇到一起,就像冰块遇上火球一样,或者一起消失,或者转变为其他粒子。所以在地球上,反物质一旦碰上其它物质就会被吞并掉。其次,制造反物质相当难题而且泯灭庞大,需要如SSC或LHC之类的高科技仪器,而且纵然制造出反物质,也难以生存,因为地球上万物都由物质组成。我们周围的宏观物质主要由重子数为正的质子和中子所组成。
因此,这样的物质被称为正物质,由他们的反粒子组成的物质相应地叫反物质。从粒子物理的角度讲,正粒子和反粒子的性质险些完全对称,那么为什么自然界有大量的正物质,而却险些没有反物质呢?这也正是我们一直要探究的迷题。
只做良心科普,用脑洞填补空缺,我是院长,我一直都在。
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