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为什么有反物质(为什么反物质威力大)

admin2023-02-06科技生活87

反物质存在的依据是什么?

反物质是和物质相对立的一个概念。众所周知,世界是由物质构成的,而物质又是由原子构成的,原子的中心是原子核,原子核由质子和中子组成,有个电子围绕原子核旋转。原子核里的质子带正电核,电子带负电核,它们携带的电量相等,不过一正一负,是相反的。从它们的质量角度看,质子是电子的1840倍,形成了强烈的不对称性。因此,20世纪初有一些科学家就提出疑问,二者相差这么悬殊,会不会存在另外一种粒子,它们的电量相等而符号相反,如:一个同质子质量相等的粒子,可带的是负电荷,另一个同电子质量相等的电子,可带的是正电荷?这就是反物质概念的最初观点。

茫茫宇宙中存在着不为人知的反物质吗,我们生活的地球还有它的另外一面

反物质是什么东西?现在是生活中存在吗?为什么?

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,如同普通物质是由普通粒子所构成的.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,且因而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.英国《自然》杂志网站2010年11月17日发布报告,欧洲研究人员在科学史上首次成功“抓住”微量反物质.

欧洲核子研究中心的科学家们在欧洲当地时间的2010年11月17日表示,通过大型强子对撞机,他们已经俘获了少量的“反物质”.当然,这些“反物质”只是少量的反氢原子而已,但这一发现也是引发了科学家极大的反响. 位于日内瓦的欧洲核子研究中心一直以来也在为破解这一难题而不懈的努力.欧洲核子研究中心拥有世界上能量最高的粒子对撞机——大型强子对撞机,这一对撞机的使命就是探究宇宙的起源,寻找那些未经证实的可能存在的物理现象. 在17日研究人员宣布,在经过了不懈的努力之后,大型强子对撞机终于发现了几十个氢原子的‘反物质’.罗布汤普森教授表示:“尽管发现的只是反物质的冰山一角,但这毫不影响这一发现的重要性,这是一次重大的突破,有利于我们更好的了解宇宙的性质和起源”. 罗布汤普森教授说的没错,反物质的发现将会引领人类的变革,使得人类的星际旅行之梦将成为现实.此前在大量的科幻小说中,用于星际旅行的飞船都是以反物质作为燃料的.举个最简单的例子,如果想把人类送上火星,那需要千万吨以上的化学原料,而如果是以反物质为燃料的话,仅需要几十毫克,同时时间也大为缩短,只需要6周的时间就可以到达. 这项新的研究将会发表在《自然》杂志上,同时还包括了欧洲核子研究中心专家在此过程中所起到的举足轻重的作用,以及探讨究竟这些科学发现者扮演者天使还是魔鬼的角色. 来自英国的斯旺西大学的查尔顿教授最后对于这一发现做了自己的论述:“现在的宇宙基本是由普通物质所垄断,但我们必须要了解宇宙的全貌,否则我们可能身处危险之中却全然不知,氢是宇宙中最重要的元素,发现它的反物质,具有非凡的意义.”

反物质是怎样产生的?

简单说就是质子带负电,电子带正电的原子和他们组成的物质,科学已经证明有反物质存在,并在高空中捕获过反物质。 反物质和正常物质遇到一起会发生湮没,形成中子。 详细见下面 反物质是物质的镜像。物质由原子组成,原子又由质子、中子和电子组成。质子带正电,电子带...通常物质中没有发现过反物质,即使在实验条件下,反质子也一瞬即逝。 当你照镜子时,看一看在镜子中的那个你,如果那个镜子里的家伙真的存在,并出现在你的面前,会怎么样呢? 科学家们已经考虑过这个问题,他们把镜子中的那个你叫做“反你”。他们甚至想象很远的地方有一个和我们现在的世界很象的世界,或者说是我们的世界在镜子里的像。它将是一个由反恒星、反房子、反食物等所有的反物质构成的反世界。但是反物质是什么,这一切又可能是真实的吗? 对于“反物质是什么”这个问题,并没有恶作剧的意味。反物质正如你所想象的样子——是一般物质的对立面,而一般物质就是构成宇宙的主要部分。直到最近,宇宙中反物质的存在还被认为是理论上的。在1928年,英国物理学家PaulA.M.Dirac修改了爱因斯坦著名的质能方程(E=mc2)。Dirac说爱因斯坦在质能方程中并没有考虑“m”——质量——除了正的属性外还有负属性。Dirac的方程(E=+或者-mc2)允许宇宙中存在反粒子。而且科学家们也已经证明了几种反粒子的存在。这些反粒子,顾名思义,是一般物质的镜像。每种反粒子和与它相应的粒子有相同的质量,但是电荷相反。以下是20世纪发现的一些反粒子。 正电子——带有一个负电荷而不是带有一个正电荷的电子。由CarlAnderson在1932年发现,正电子是反物质存在的第一个证据。反核子——带有一个负电荷而不是通常带有一个正电荷的核子。由研究者们在1955年的伯克利质子加速器上产生了一个反质子。 反原子——正电子和反质子组合在一起,由CERN的科学家制造出第一个反质子(CERN是欧洲核子研究中心的简称)。共制造了九个反氢原子,每一个的生命只有40纳秒。到1998年CERN的研究者把反氢原子的产量增加到了每小时2000个。当反物质和物质相遇的时候,这些等价但是相反的粒子碰撞产生爆炸,放射出纯的射线,这些射线以光速穿过爆炸点。这些产生爆炸的粒子被完全消灭,只留下其它亚原子粒子。物质和反物质相遇所产生的爆炸把两种粒子的质量转换成能量。科学家们相信这种方法产生的能量比任何其它推进方法产生的能量强的多。所以,为什么我们不能建一个物质——反物质反应机呢?建造反物质推进机的困难之处在于宇宙中反物质的缺乏。如果宇宙中存在相等数量的物质和反物质,我们将可能看到围绕我们的这些反应。既然我们的周围并不存在反物质,我们也不会看到物质和反物质碰撞所产生的光。 在大爆炸产生时粒子数超过反粒子数是可能的。如上所述,粒子和反粒子的碰撞把两者都破坏掉了。并且因为开始的时候有更多的粒子存在,所以现在的粒子是所有留下来的那些。今天在我们的宇宙中可能已经没有留下任何天然的反粒子。但是,在1977年科学家们发现在银河系中心附近有一个可能的反物质源。如果那个地方真的存在,也意味着存在天然的反物质,所以我们将不再需要制造反物质。 但是目前,我们将不得不创造我们自己的反物质。幸运的是,通过使用高能粒子对撞机(也叫做离子加速器)这种技术制造反物质是可行的。离子加速器,象CERN,是沿很强的环绕的超磁场排列的一些巨大的隧道,超磁场可以使原子以接近光速的速度推进。当原子通过加速器出来时,它轰击目标,创造出粒子。这些粒子中的一些就是用磁场分离的反粒子。这些高能离子加速器每年只能产生几个毫微克的反核子。一毫微克是一克的十亿分之一。所有一年之内在CERN产生的反核子只够一个100瓦的电灯泡亮3秒钟。如果要用反核子进行星际旅行将需要消耗几吨才能实现。

希望采纳

什么是反物质

反物质是假想的物质形式,由反粒子构成。

要解释反物质这个概念,首先要弄清楚粒子和反粒子。从自然世界宏观物体的微观本源来看,它们都是由质子、中子、电子组成的,后来有人发现了正电的电子,之后随着反质子和反中子的发现,人们意识到了反粒子的存在。

接下来就很好解释反物质了,反物质是一种假想的物质形式,它是反粒子概念的延伸,反物质是由反粒子构成的。物质和反物质的结合,就像粒子和反粒子的结合一样,导致两者湮灭并且释放出高能分子或者伽马射线。

反物质的作用是什么

反物质很少见。但是它在宇宙形成之初的作用是极其巨大的。科学家认为物质和反物质的存在量相等。但是,随着时间的流逝,物质已经成为宇宙组成的主要因素。反物质已被取代。为什么发生这种情况仍然是一个谜,现代科学模型无法完全解释这种差异。

但是,我们有一些值得庆幸的地方。如果在宇宙的早期,反物质和物质是相等的,那么它们的碰撞将在很久以前就相互摧毁。那么,我们的世界根本就不存在。因此,反物质一次又一次被证明是一个令人兴奋的概念,并继续困扰着地球上最伟大的头脑。

宇宙为什么会出现反物质,在未来能否改变人类的能源结构?

宇宙出现的反物质不会改变人类的能源结构,我们首先要知道什么是反物质,反物质就是在宇宙之中最神秘的物质,在1932年8月2日由安德森在云雾室中发现了正电子的痕迹。人们发现反中子和反质子后才开始注意到,所有物质都有自己的反版本。正物质都是由原子组成的,原子是由质子、中子和电子组成的。

科学家认为,反物质实际上是物质的假形式,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。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,由于理论上物质与反物质的湮灭时质量可完全转换成能量,带来能源效率,所以科学界一直在试图研究其作为新能源的可行性。

在广阔的宇宙中,任何粒子的存在形式和状态都是可能的,宇宙中存在着反物质,并且已经被一些天文教授所观测到了。但是那些反物质距离我们甚远,是我们接触不到的,所以我们要想得到反物质就必须要亲自制作出来。发现反质子以后。因为一些质子里电荷相同,但是他的磁性有正有负,出现了镜像效果。

现代科学对反物质做出了一定的研究,在不久的将来也一定会应用的上。一旦人类可以提出制造出大量的反物质,人类的初步星际航行之梦也就可以实现了,至少走出太阳系去探索周边的一些星系是没有问题的,那时候人类有可能在太阳系外发现地外生命,发现适宜人类生存的类地行星。

有正必有反,那何为反物质呢?

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。

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。

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。

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。

尽管理论上认为宇宙大爆炸时产生了大量反物质,但与正常物质相比,我们现在能看到的反物质非常少。反物质的电子,或者说正电子,在医学图像中被用来呈现清晰的人体。你做过 PET 扫描吗?“PET”里的“P”就代表正电子。

你家厨房里的香蕉也能够产生正电子哦。你可能听说过:香蕉富含钾元素。钾原子的原子核里有19个质子。中子数不同的各类钾元素统称为钾的同位素,虽然质子数相同,但它们的稳定性相差较大。香蕉里的钾元素往往是钾-40。钾-40有21个中子,偶尔会衰变为氩(原子核内有18个质子),在这个过程中,它每隔75分钟就会释放一个正电子。听起来好像让人有点恐慌,但是请记住,那些反物质的正电子很快就会消失。我们的身体里也有这类会自动产生微量反物质的同位素。

为了研究反物质以决定它的用途以及最终解释我们的宇宙缘何能存在着过剩的使人类得以存在的正物质,粒子物理学家们可以在粒子加速器中通过反应产生一定的反物质,比如埋在法国-瑞士边界的距离地表约100米深处的大型强子对撞机。

反物质粒子在高速碰撞中产生,但是为了能更好地观察它们,物理学家必须用一种被称为反质子减速器的装置使其减速。

在CERN(欧洲核子研究组织)和大型强子对撞机所在的研究机构,未来会有许多与反物质有关的实验。粒子物理学家们就反质子对生物带来的影响展开调查与研究:我们是否可以用反物质来对抗肿瘤?反氢原子在遇到氢原子时会如何反应?地心引力是否会对反物质施加与正常物质一样的作用……关于反物质研究,CERN上提供了清晰的 历史 时间线,有兴趣的话可以去浏览。

《星际迷航》的粉丝们可能想到“进取号”飞船就是通过正反物质碰撞所产生的能量来推动自身以超光速的速度前进的。现实中,一些团队在针对这种推动力是否能够成真展开研究,比如由前NASA物理学家发起的Tau Zero Foundation。如果那样的话,星际旅行就有可能了。

但是,一个巨大的障碍是费用。早在1999年,NASA就估计过,生产每克反氢的成本大约是625,000亿美元。CERN也曾开出几亿瑞士法郎的价格,仅仅为了通过实验产出十亿分之一克反氢。

至于我们为什么继续存在着、为什么还没在正反物质的激烈碰撞中毁灭,目前为止最好的解释是,宇宙初创时产生的每十亿对正反物质都带着一个额外的正常物质粒子,这些粒子充斥于宇宙中,然后才有了我们现在所知道的一切。不过,那种最初的不对称又是为何,仍旧是一个谜。

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. quickanddirtytips-玮小鸨

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