反物质和反电子的问题

作者&投稿:戚江 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 反物质是构成物质的微粒带电性相反的粒子。例如,电子带一个单位负电,反电子则带正电。反物质还包括反质子、反分子等。美国航天飞机"发现号"于1998年6月2日在佛罗里达州卡纳维拉尔角成功发射,搭载了"阿尔法"磁谱仪,旨在探索可能存在的反物质,揭开暗物质的秘密。这台仪器未来几年的探测结果可能会影响人类对宇宙的起源、发展和构成的认识,以及人类向宇宙探索的进程。
科学家们假设,我们存在的物质世界有一个"孪生兄弟"——反物质世界。反物质世界的质量与物质世界相同,但其电荷或其他粒子的物理属性完全相反。此外,宇宙中可能存在一种无法用任何光学仪器观测的物质——暗物质。这种神秘物质占到了宇宙总质量的90%,但至今无法证实其存在。
要清楚反物质,首先需要理解物质世界。物质由原子组成,原子由带正电的原子核和带负电的电子组成。反物质则由反物质原子组成,其原子核带负电,电子带正电。这意味着反物质原子的微粒带电属性与物质原子相反。当物质和反物质相遇时,它们的原子核和电子会立即湮灭,消失并释放出大量能量。
科学家们已经制造出带正电的反电子和带负电的反氢原子核,但尚未探测到自然存在的反物质。地球上没有反物质,因为如果有的话,早就与物质湮灭掉了。人类已经登陆的月球也没有反物质,因为如果有的话,美国宇航员阿姆斯特朗就不会说出"这是我个人的一小步,却是人类的一大步"的名言了——他可能只会看到一道眩目的强光。太阳系中的其他星球也没有反物质,因为科学家们已经通过观测证实,太阳风粒子在撞击太阳系行星和小天体时没有发生湮灭现象。即使在广阔的银河系和人类能观测到的有限宇宙空间中,人类也尚未发现反物质。自然界中如果存在反物质,可能只存在于人类尚未认知的某些宇宙隐秘处。
"阿尔法"磁谱仪的任务是探测宇宙中是否真的存在反物质。它是由美籍华裔物理学家、诺贝尔物理学奖获得者丁肇中教授领导的一个大型国际合作科学实验项目。1994年,中国运载火箭技术研究院获悉丁肇中教授计划进行一项热门研究计划:寻找可能存在于宇宙中的反物质和暗物质。经过激烈竞争,中国被选为"阿尔法"磁谱仪主结构的设计、生产和相应的环境模拟试验的研制单位。1997年,中国成功完成合同任务,并通过美国国家航空航天局(NASA)的安全评审。
"阿尔法"磁谱仪的核心部分是一块大磁铁,由中国科学家研制。磁谱仪的工作原理是发现反物质原子,进而验证是否存在反物质世界。科学家们认为,如果反物质世界存在,它应该会发出反物质宇宙原子射线,以接近光的速度在宇宙中飞行。这种反物质原子的反原子核带负电,与其外部带正电的反电子正好抵消,使反原子外表不带电。然而,反物质原子在旅途中可能会"丢掉"反电子,使其中一些反原子核中的负电显现出来。"阿尔法"磁谱仪的功能就是捕捉这种因为"丢掉"了反电子而呈现负电性的反物质原子。
"阿尔法"磁谱仪的探测结果将对本世纪科学家们关于宇宙产生的"大爆炸"学说的正确性产生决定性的影响。根据"大爆炸"学说,宇宙是在150亿年前的一次大爆炸中诞生的。宇宙"大爆炸"中产生的物质和反物质是等量的,但由于某些特殊原因,后来形成的物质从总量上比反物质多出了万亿分之一,并在物质和反物质的"湮灭"中残留下来。这次"阿尔法"磁谱仪的探测结果将对"大爆炸"理论的正确性产生重要影响。
"阿尔法"磁谱仪将在距地面300公里的俄罗斯"和平号"空间站上进行100个小时的测试工作。这次飞行将对磁谱仪的性能进行全面测试,科学家们希望这次测试能够带来意想不到的结果。大约2002年,"阿尔法"磁谱仪将重返太空,在由美国、俄罗斯、欧盟国家和日本合作研制建造的"阿尔法"国际空间站上工作3-5年,探测反物质、暗物质,以及探索人类未知的宇宙奥秘。据科学家透露,"阿尔法"磁谱仪在国际空间站工作的几年中,将有数亿个宇宙带电粒子穿过它。只要它能发现一个反氦原子核,就可以推断宇宙中存在反星系,如果发现一个反碳原子核,则可推断有反星球的存在。
发现反物质对人类社会具有实在的意义吗?是否会对人类的生活产生影响?科学家们认为,在尚未探测到自然存在的反物质之前还无法设想它会对人类产生什么样的作用。当然,也有科学家已经在设想:如果让反物质和物质发生湮灭,产生的巨大能量释放将造福于人类。

反物质和反电子的问题
答:这种反物质原子的反原子核带负电,与其外部带正电的反电子正好抵消,使反原子外表不带电。然而,反物质原子在旅途中可能会"丢掉"反电子,使其中一些反原子核中的负电显现出来。"阿尔法"磁谱仪的功能就是捕捉这种因为"丢掉"了反电子而呈现负电性的反物质原子。"阿尔法"磁谱仪的探测结果将对本世纪科学家...

反物质和反电子的问题
答:物质世界中氢原子占了总量的73%,其次是氦原子,占了24%,按照反物质与物质相对称的原理,反物质世界中反氢原子也应占其总量的73%,反氦原子占24%。也就是说,占反物质世界绝大部分质量的反氢原子中因"丢掉"反电子而呈负电性的反氢原子核被"阿尔法"磁谱仪探测到的可能性应该最大。但是反氢原子核实在大简单了—...

关于反物质的疑问
答:6、反物质和正物质一样,参与力的作用:所有反粒子都参与万有引力作用;带电反粒子参与电磁相互作用;反强子都参与强相互作用。反粒子能参与的相互作用和它的正粒子是完全一样的。7、这个问题已经在问题2里回答。有反中子。补充回答:1、反电子是中微子,不统计进去是因为统计的时候只算正粒子,反正所...

反物质和反电子究竟有什么样的性质
答:反物质就是由反粒子组成的物质。所有的粒子都有反粒子,这些反粒子的特点是其质量、寿命、自旋、同位旋与相应的粒子相同,但电荷、重子数、轻子数、奇异数等量子数与之相反。比如电子和反电子是电荷相异(质量相同)一正一反的物质相遇 就会迅速演变为光子 释放能量 释放的能量大小为2Mc^2 M就是其中...

关于反物质的问题
答:反质子、反中子和反电子如果像质子、中子、电子那样结合起来就形成了反原子。由反原子构成的物质就是反物质。当你照镜子时,镜中的那个你如果真的存在,并出现在你面前,会怎么样呢?科学家们已经考虑过这个问题,他们把镜中那个你叫做“反你”。科学家想象很远的地方有个和我们的世界很像的世界,它将...

反物质原子核是由反中子和反电子构成吗
答:由反质子和反中子构成。反物质是一种人类陌生的物质形式,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。反物质和物质是相对立的,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...

反物质形成的科学原理是什么?
答:德国的科学家近日称,他们目前已经找到答案:反物质是由中子星和黑洞撕裂恒星产生的。 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,如同普通物质是由普通粒子所构成的。例如一颗反电子和一颗反质子(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。 物质与反物...

什么是正物质、反物质、电子、反电子……
答:反质子、反中子和反电子如果像质子、中子、电子那样结合起来就形成了反原子。由反原子构成的物质就是反物质,与此相对的是正物质,也就是通常所说的物质。反物质和物质一旦相遇,就相互吸引、碰撞而全部转化为光并释放出的巨大的能量,这个过程叫做湮灭。湮灭过程会释放出正、反物质中蕴涵的所有静质量能...

反物质是什么东西?我们人类是怎样发现反物质的?
答:学过高中物理的朋友可以看出来:偏转方向相反说明电荷相反,角度相同说明质量相同。显然,这个就是反电子。就这样,人类第一次发现了反物质。接下来,1955年,美国劳伦斯辐射实验室发现了反质子;1965年,美籍华裔物理学家丁肇中发现了反氘核;1995年,欧洲核子研究中心的科学家甚至合成了反氢原子。

反物质是啥
答:反质子、反中子和反电子如果像质子、中子、电子那样结合起来就形成了反原子。由反原子构成的物质就是反物质。当你照镜子时,镜中的那个你如果真的存在,并出现在你面前,会怎么样呢?科学家们已经考虑过这个问题,他们把镜中那个你叫做“反你”。科学家想象很远的地方有个和我们的世界很像的世界,它将是一个由反恒星...