反物质宇宙是什么意思,反物质宇宙怎么去

首页 > 教育 > 作者:YD1662024-04-23 00:35:06

虽然听起来可能像科幻小说,但反物质确实存在于我们的日常生活中。它在现代医学界被普遍使用。而且你家厨房里的香蕉也能产生反物质。(稍后会再次提到这一点。)

反物质是物理学界最大的谜团之一。当一个反物质粒子遇上一个与它相反的正常物质的粒子时,它们会“同归于尽”并爆发出巨大能量。宇宙大爆炸之时,正常物质(即构成你和我等世间万物的东西)和反物质本应该是被等量创造出来的。按照这个思路,我们不禁想问:那样的话,正常物质和反物质难道不是应该正好抵消吗?然后只剩下一个宇宙,充满正反物质毁灭后所产生的能量的尾流。

反物质宇宙是什么意思,反物质宇宙怎么去(1)

什么是反物质?

物质是由原子组成的。正如我们从原子图上看到的那样,原子由一个原子核以及一些围着原子核旋转的电子构成,而原子核里又有更小的粒子——质子和中子。不管是氢、碳、氧还是别的物质,原子的种类由原子核里质子的数目决定。(氢有1个质子,碳有6个质子,氧有8个质子。)质子带正电荷。正常状态下的原子,其电子数与质子数相同,因为它需要电子所带的负电荷来起到平衡作用,这样才能使原子保持中性。至于中子,顾名思义,它们本身就是中性的。

反物质宇宙是什么意思,反物质宇宙怎么去(2)

所以,比原子更小的粒子——那些构成原子的质子、中子、电子是可以带电荷的,而且它们还可以高速旋转。高速旋转可以反映粒子的角动量,角动量与其旋转速度和旋转方向有关。

反物质宇宙是什么意思,反物质宇宙怎么去(3)

我们现在一般相信每一个构成物质的粒子都具有一个与其相关的反物质粒子,除了所带电荷以及旋转特性相反之外,二者完全相同。对电子来说,那个反物质粒子就是一个正电子,它与电子有相同的质量但是带正电荷,而且进行的是与电子反向的转动。物理学家 Paul Dirac 于1928年首次提出了反物质的存在。很快地, Carl Anderson 于1932年发现了正电子。由于他们的研究成果在物理学领域实现了重大突破,二人均获得了诺贝尔物理奖。

反物质宇宙是什么意思,反物质宇宙怎么去(4)

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