什么是反物质?在二十世纪二十年代的晚期,鲍尔·狄拉克首先预言了一种“镜像”粒子的存在,它们是物理学家已知电子和质子的反粒子,反粒子就像“镜子”中的粒子,它们有相反的电荷,电子的反粒子是带有正电荷的电子,质子的反粒子是带有负电荷的质子,两种反粒子被简称为正电子和反质子,在狄拉克提出预言后的1932年,科学家很快发现了正电子,直到1955年,科学家才发现了反质子。发现反物质粒子颇费周折,这是因为反粒子在宇宙中并不常见,事实上,反质子的发现与爱因斯坦著名的质能方程式有关,当粒子和反粒子相遇,它们会产生相互的湮灭作用,正反粒子在碰撞之后消失了,以“光暴”的形式释放能量,相反的过程同样成立,物质转换能量和能量转换物质符合物理学的对称原理,物理学家由此相信物质粒子和反物质粒子将以同样的数量创造出来。第一个反质子是通过加速器产生的,这种方法一直沿用至今,然而,反质子的“产出率”极为低下,大量质子和一个金属靶材相撞才产生一个反质子。一种粒子加速器专门为产生反质子而建造,按照质能方程式的含义,质量和能量可以互相转换,科学家为此设计了一款加速器,向加速器注入的能量被转换为物质,转换为他们期望得到的反质子。从二十世纪三十年代开始,物理学家相信宇宙是由同样数量的物质和反物质组成的,然而,我们很容易注意到物质的世界,根本看不到反物质的存在。反物质就像一种“幽灵物质”,揭示它的属性和它的消失之谜成为物理学家“重中之重”的研究课题。 |
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