1、在粒子物理学里,反物质(英语:antimatter)是反粒子概念的延伸,反物质是由反粒子构成的,如同普通物质是由普通粒子所构成的。
2、例如一颗反质子和一颗反电子〈正电子〉能形成一个反氢原子,如同电子和质子形成一般物质的氢原子。
3、此外,物质与反物质的结合,会如同粒子与反粒子结合一般,导致两者湮灭,且因而释放出高能光子(伽玛射线)或是其他能量较低的正反粒子对。
(资料图片仅供参考)
4、正反物质湮灭所造成的粒子,赋予的动能等同於原始正反物质对的动能,加上原物质静止质量与生成粒子静质量的差,後者通常占大部分。
5、(爱因斯坦相对论指出,质量与能量是等价的。
6、)反物质无法在自然界找到,除非是在稍纵即逝的少量存在(例如因放射衰变或宇宙射线等现象)。
7、这是由於反物质若非存在於像物理实验室的人工环境下,则无可避免地随即与自然界的物质发生碰触并湮灭。
8、反粒子和一些稳定的反物质(例如反氢)可以人工制造出极少量,但却不足以达到可对这些物质验证其理论性的程度。
9、在科学与科幻领域,都有很大的疑问关於为何所见的宇宙很明显地几乎充满了物质、是否有其他地方几乎充满了反物质,以及是否能够驾驭反物质,但在现今可见的宇宙范围中,明显的正反物质不对称性成了物理的最大难题之一。
10、许多可能的物理过程都是在探究重子时所发现。
11、反物质和物质一旦相遇,就相互吸引、碰撞而100%转化为光并释放出的巨大的能量,这个过程叫做湮灭。
12、湮灭过程会释放出正、反物质中蕴涵的所有静质量能,根据爱因斯坦著名的质能关系式──E=mc²,一种在科学界受到普遍认同的理论认为,宇宙大爆炸早期曾产生了数量相当的物质和反物质,随后发生的物质和反物质的湮灭消耗掉了绝大部分的正、反物质,遗留下的少部分正物质构成了现如今的物质世界。
13、理论上宇宙大爆炸时所产生的粒子与反粒子应该数量相同,但是为什么现今所遗留下来的绝大多数都是正粒子,这即所谓的“正反物质对称性破坏”(对称破缺),虽然在几个粒子对撞试验中,都发现了正粒子与反粒子的衰变略有不同,及所谓的电荷宇称不守恒(CP破坏),但在数量上仍不足以解释为何现今反物质消失的问题,这在粒子物理学上仍是一大未解决的问题。
14、尽管在人们已经在实验室中制造出了为数众多的反原子,然而目前在自然界中尚没有发现反物质。
15、一种观点认为即使自然界中存在反物质,它也很快会和正物质发生湮灭。
16、因为物质与反物质的湮灭时质量可完全转换成能量,带来最大的能源效率,且单位产量是核能的千百倍或常规燃料的亿兆倍,所以一直有人研究其作为新能源的可行性,主要用於很难补给燃料的航太用,甚至作为反物质武器。
17、由於目前人为制造反物质的方式,是由加速粒子打击固定靶产生反粒子,再减速合成的。
18、此过程所需要的能量远大於湮灭作用所放出的能量,且生成反物质的速率极低,因此尚不具有经济价值。
19、此外,由于反物质的不稳定性,反物质与物质相遇会发生湮灭,反物质尚无法存在於自然界中,保存上也是一大问题。
20、-摘自维基百科。
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