十万个为什么

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反物质概念是英国物理学家保罗· 狄拉克最早提出 的。他在20 世纪30 年代预言，每一种粒子都应该 有一个与之相对的反粒子，例如反电子，其质量 与电子完全相同，而携带的电荷正好相反（A）。 且电子的自旋量子数是-1/2而不是正1/2。 欧洲航天局的伽马射线天文观测台，证实了宇宙 间反物质的存在。他们对宇宙中央的一个区域进 行了认真的观测分析。发现这个区域聚集着大量 的反物质。此外，伽马射线天文观测台还证明， 这些反物质来源很多，它不是聚集在某个确定的 点周围，而是广布于宇宙空间．
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自然界纷呈多样的宏观物体还原到微观本源，它们都是由 质子、中子和电子所组成的。这些粒子因而被称为基本粒 子，意指它们是构造世上万物的基本砖块，事实上基本粒 子世界并没有这么简单。在30年代初，就有人发现了带正 电的电子是一种带有负电的亚原子粒子，这是人们认识反 物质的第一步。到了50年代，随着反质子和反中子的发现， 人们开始明确地意识到，任何基本粒子都在自然界中有相 应的反粒子存在。

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正电子、负质子都是反粒子，它们跟通常所说的电子、质 子相比较，电量相等但电性相反。科学家设想在宇宙中可 能存在完全由反粒子构成的物质，也就是反物质。 电子和反电子的质量相同，但有相反的电荷。质子与反质 子也是这样。那么中子与反中子的性质有什么差别？其实 粒子实验已证实，粒子与反粒子不仅电荷相反，其他一切 可以相反的性质也都相反。这里我们讨论一下重子数的概 念。
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反物质是一种假想的物质形式，在粒子物理学里，反物质是反粒子概 念的延伸，反物质是由反粒子构成的。物质 与反物质的结合，会如同 粒子与反粒子结合一般，导致两者湮灭并释放出高能光子或伽玛射线。 1932年由美国物理学家卡尔· 安德森在实验中证实了正电子的存在。随 后又发现了负质子和自旋方向相反的反中子。2010年11月17日，欧洲 研究人员在科学史上首次成功“抓住”微量反物质。
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反物质篇（part1） 罗江睿
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今天就让我们共同探讨同一个
问题：
什么是反 物质？
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什么是反物质？
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反物质，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。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。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 放出高能光子或是其他能量较低的正反粒子对。正反物质 湮灭所造成的粒子，赋予的动能等同于原始正反物质对的 动能，加上原物质静止质量与生成粒子静质量的差，后者 通常占大部分。 1979 年 10 月 30 日，美科学家首次测出星 际空间反物质流。 2010 年 11 月 17 日，欧洲核子研究中心 （CERN）科学家，在实验中首次成功捕获反物质。


质子与中子被统称为核子。人们从核现象的研究发现，质 子能转化为中子，中子也能转化为质子，但在转化前后， 系统的总核子数是不变的。也就是说在中子转变为质子的 同时，质子也在转变为中子。
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50 年代起的粒子实验表明，还有很多种比核子重 的粒子，它们与核子也属同一类，这类粒子于是 被改称为重子，核子仅是其最轻的代表，一般的 规律是：当粒子通过相互作用而发生转化，系统 中的重子个数是不会改变的。 由于重子数的守恒性，两个质子相碰是不会产生 一个包含三个重子的系统的，那么反核子应当怎 么产生？实验表明，反核子总是在碰撞中与核子 成对地产生的。例如 p+p → N+N+N+N'+若干 π 介子，其中N代表质子或中子，N'代表反质子或反 中子。反核子一旦产生，它常很快与周围的某个 核子再相碰而成对地湮灭。
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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，发生爆炸并产生巨大能量。能量释放率 要远高于氢弹爆炸。 在丹· 布朗的小说《天使与魔鬼》里， 恐怖分子企图从欧洲核子中心盗取反物质，进而炸毁整座 梵蒂冈城。与此类似的是，YQZ的小说《末日大逃亡之地 球毁灭》中，男女主角在费米国家实验室科学家的帮助下， 成功地用运载35克反物质的洲际导弹炸毁了撞向南极洲飞 船基地的中子星，而它曾经受数千枚核弹狂轰滥炸却毫发 无伤。