1. 首頁 > 生活百科 > >

反物質的威力 反物質是什么

威力反物質

什么是反物質(反物質的力量)
雖然聽起來像科幻小說，但反物質確實存在于我們的日常生活中 。它廣泛應用于現代醫學領域 。你廚房里的香蕉也能產生反物質 。(我們稍后會再次提到這一點 。)
反物質是物理學中最大的謎團之一 。當一個反物質粒子遇到與之相對的正常物質的粒子時，就會“同歸于盡”，爆發出巨大的能量 。在BIGBANG的時候，正常物質(也就是像你我這樣構成世界萬物的東西)和反物質應該是等量創造的 。按照這個思路，我們不禁要問:既然如此，正常的物質和反物質不應該正好互相抵消嗎？那么就只剩下一個宇宙了，充滿了正負物質毀滅產生的能量尾流 。
什么是反物質？物質由原子組成 。從原子圖中我們可以看到，一個原子由一個原子核和一些圍繞原子核旋轉的電子組成，原子核中還有更小的粒子——質子和中子 。無論是氫、碳、氧還是其他物質，原子的類型都是由原子核中的質子數決定的 。(氫有一個質子，碳有六個質子，氧有八個質子 。)質子帶正電 。在正常狀態下，一個原子的電子數和質子數是一樣的，因為它需要電子的負電荷來平衡，這樣原子才能保持中性 。至于中子，顧名思義，是中性的 。
因此，比原子小的粒子——組成原子的質子、中子和電子——可以帶電，并且可以高速旋轉 。高速旋轉可以反映粒子的角動量，這與其旋轉的速度和方向有關 。
現在我們普遍認為，組成物質的每一個粒子都有一個與之相關的反物質粒子，除了電荷和旋轉特性相反之外，完全相同 。對于電子來說，反物質粒子是一個正電子，它的質量與電子相同，但帶正電，并以與電子相反的方向旋轉 。物理學家保羅·狄拉克在1928年首次提出反物質的存在 。不久，卡爾·安德森在1932年發現了正電子 。因為他們的研究成果在物理學領域取得了重大突破，兩人都獲得了諾貝爾物理學獎 。
雖然理論上認為BIGBANG產生了大量的反物質，但是和正常物質相比，我們現在能看到的反物質非常少 。反物質電子或正電子被用來在醫學圖像中呈現清晰的人體 。你做過PET掃描嗎？“PET”中的“p”代表正電子 。
你廚房里的香蕉也能產生正電子 。你可能聽說過香蕉富含鉀 。鉀原子的原子核中有19個質子 。各種不同中子數的鉀元素統稱為鉀的同位素 。雖然質子數相同，但穩定性卻大不相同 。香蕉中的鉀通常是鉀-40 。鉀-40有21個中子，偶爾會衰變為氬(原子核中有18個質子) 。在這個過程中，它每75分鐘釋放一個正電子 。聽起來有點嚇人，但請記住反物質正電子很快就會消失 。我們也有這種同位素，它可以在我們體內自動產生微量反物質 。
如何才能研究反物質？為了研究反物質以確定其用途，并最終解釋為什么我們的宇宙中有剩余的正物質可以使人類存在，粒子物理學家可以通過粒子加速器中的反應產生某些反物質，例如埋在距離地表約100米的法國-瑞士邊界的大型強子對撞機 。
【反物質的威力 反物質是什么】
反物質粒子是在高速碰撞中產生的，但是為了更好地觀察它們，物理學家必須使用一種叫做反質子延遲器的裝置來減緩它們的速度 。
歐洲核子研究中心(CERN)和大型強子對撞機所在的研究所將會有許多反物質相關的實驗 。粒子物理學家調查研究反質子對生物的影響:我們能用反物質對抗腫瘤嗎？反氫原子遇到氫原子是如何反應的？引力對反物質的影響會和正常物質一樣嗎...對于反物質研究，CERN提供了清晰的歷史時間線，感興趣的可以瀏覽 。
我們能建造反物質宇宙飛船嗎？《星際迷航》的粉絲可能會認為，“企業號”飛船利用正負物質碰撞產生的能量，以超光速推進自身 。在現實中，一些團隊正在研究這種動力能否實現，比如由前NASA物理學家發起的Tau Zero基金會 。在那種情況下，星際旅行是可能的 。
然而，一個巨大的障礙是成本 。早在1999年，美國宇航局估計每克生產反氫的成本約為62.5萬億美元 。歐洲核子研究中心已經提供了數億瑞士法郎，只為了通過實驗生產十億分之一克的反氫 。
至于為什么我們會繼續存在，為什么我們沒有在正負物質的激烈碰撞中被毀滅，到目前為止最好的解釋是，宇宙開始時產生的每十億對正負物質都攜帶一個額外的正常物質粒子，這個粒子充滿了宇宙，然后我們就擁有了現在所知道的一切 。然而，為什么最初的不對稱仍然是一個謎 。
參考數據1.WJ百科全書
2.天文術語
3.quickanddirtytips-鴇
相關內容如有侵權，請在30天內聯系作者刪除 。

推薦閱讀