Question

什么是反物质？

什么是反物质？

Answer 1

反物质和您想像的一模一样：它与作为宇宙主要成分的正常物质恰好相反。不久以前，“我们的宇宙中存在反物质”这种说法还只是被当作纯理论的假想。1928年，英国物理学家保罗·狄拉克（Paul A.M. Dirac）修改了爱因斯坦的著名方程式E=mc2。他提出，爱因斯坦没有考虑到方程式中的m（质量）既可能是正值，也可能是负值这个问题。狄拉克的方程式（E =±mc2）为揭示宇宙中存在反物质埋下了伏笔。此后，科学家证明了几种反粒子的存在。

从字面上理解，这些反粒子是普通物质的镜像。每个反粒子的质量与对应的粒子相等，但所带的电荷相反。下面是20世纪在反物质领域的若干发现：

正电子——带正电荷（而不是负电荷）的电子。正电子由卡尔·安德森（Carl Anderson）于1932年发现，是证明反物质存在的第一个证据。

反质子——带有负电荷（而不是通常的正电荷）的质子。1955年，研究人员在伯克利实验室的质子加速器上制造出了一个反质子。

反原子——欧洲原子核研究委员会（CERN）的科学家们将正电子与反质子配对，制造出了第一批反原子。当时一共制造了九个反氢原子，每个仅存在了40纳秒的时间。到1998年为止，CERN的研究人员已经将反氢原子的制造能力提高到每小时2,000个。
当反物质与普通物质接触后，这两种质量相等但性质相反的粒子会互相碰撞，在产生爆炸的同时发出纯辐射，向外辐射速度能达到光速。制造爆炸的两种粒子将完全湮灭，只留下其他亚原子粒子。这个过程会将两者的所有质量转化为能量。科学家们相信，这种能量比其他推进方式产生的能量都要大。

那么，我们为什么还没造出靠物质-反物质反应提供动力的引擎呢？这种推进技术的问题在于，宇宙中存在的反物质严重不足。如果物质和反物质一样多，我们将可能看到这种反应在我们的周围发生。但由于我们的身边并不存在反物质，所以不会看到它与物质碰撞时发出的光。

在宇宙大爆炸时期，粒子的数量可能多于反粒子。如前所述，粒子和反粒子的碰撞会使双方都归于毁灭。由于宇宙在开始时拥有较多的粒子，因此现在只有它们留存下来。如今的宇宙中可能已经没有以自然形式存在的反粒子了。不过，科学家们于1977年发现，在银河系的中心附近可能沉积着反物质。如果它们的确存在，那就说明反物质可以以自由形态存在，我们就用不着自己制造了。

但我们现在暂时还得自己动手。幸运的是，目前我们已经有了制造反物质的技术。它使用的是高能粒子对撞机，也称“原子加速器”。它（如CERN拥有的那一台）由巨大的隧道组成，超磁体环绕排列在隧道周围，以推动原子，使其速度接近于光速。当某个原子在加速器中运行时，它会击中一个标靶，从而产生一些粒子，其中有一些是由磁场分离出来的反粒子。这些高能粒子加速器每年只能生产出1到2皮克的反物质。1皮克等于1/1012克。每年由CERN制造的所有反质子只够100瓦的电灯泡发光3秒。如果要抵达星际旅行的目的地，消耗的反质子将达数吨之多。

Answer 2

反物质和我们已知宇宙的中所有物质的电子、质子相比较，电量相等但电性相反。当反物质和正物质相遇后会怎样？他们会毁灭对方，两个粒子会消失，他们的质量会完全转化，成为某种高能的作用力携带粒子，比如光子或胶子。我们把这一个过程叫做“湮灭”。

Answer 3

反物质是什么？

Answer 4

Answer 5

什么是反物质你知道吗？