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我国科学家成功获得的“反物质”
反粒子与我们所熟知的粒子有着怎样的不同呢? 我们身边的物质由原子组成, 原子又由电子和原子核组成,原子核又由质子和中子组成。质子和中子则各由三个被称为“夸克”的粒子组成。夸克和电子同属构成物质的最基本单位———基本粒子。不过现在有越来越多的科学家认为,物质结构在不同的能量制度上有不同的层次,最终的层次很可能不存在,所以“基本粒子”的提法未必正确。加速器是将粒子加速至高能状态使其碰撞,以深入研究微观世界的装置。高能粒子碰撞会导致产生新的粒子,同时产生对应的反粒子。比如质子带正电荷,电子具负电荷;反电子(正电子)带正电荷。由反粒子组成的物质为“反物质”。氢原子是由一个质子和一个电子组成的, 而反氢原子则是由一个反质子和一个正电子组成。自然界的物质都是由粒子构成,这个事实表明,至少在我们的银河系以及邻近的宇宙天体也都是由粒子构成。粒子与反粒子理应成对存在, 然而在我们的宇宙中为什么不存在反粒子呢? 要解开这个谜,不可避免地回溯至宇宙诞生的时刻。宇宙诞生与反粒子之谜在现代宇宙理论中, 宇宙是从“虚无”状态诞生的,随即经历了急速膨胀, 形成一个超高温的火球———“大爆炸宇宙”。 大爆炸宇宙充满极高能量。在这种高能状态下,可能产生了大量大质量粒子, 此后随着宇宙的膨胀, 在温度下降的过程中, 这类大质量粒子崩解成为质量较小的粒子, 在这时候生成了粒子和反粒子。如果这时粒子与反粒子生产的数量相同,那么随着宇宙空间温度下降,粒子和反粒子就会相遇并湮没,同时释放出X射线,介子和光,以及极大的能量。情况果真如此,最终宇宙中就不会存在粒子和反粒子, 银河系和地球当然也就不会存在了。然而,当这类质量相当大的粒子崩解时, 极微弱的粒子与反粒子的平衡会被打破,比如从比例上来说,对应1 亿个反粒子,生成的粒子数是1 亿个加1个,很快,1亿个粒子与1亿个反粒子相遇湮没,留下1个粒子,于是剩余的粒子聚集成为物质,进而形成了充满宇宙的星系和各种天体。反粒子与我们所熟知的粒子有着怎样的不同呢? 我们身边的物质由原子组成, 原子又由电子和原子核组成,原子核又由质子和中子组成。质子和中子则各由三个被称为“夸克”的粒子组成。夸克和电子同属构成物质的最基本单位———基本粒子。不过现在有越来越多的科学家认为,物质结构在不同的能量制度上有不同的层次,最终的层次很可能不存在,所以“基本粒子”的提法未必正确。加速器是将粒子加速至高能状态使其碰撞,以深入研究微观世界的装置。高能粒子碰撞会导致产生新的粒子,同时产生对应的反粒子。比如质子带正电荷,电子具负电荷;反电子(正电子)带正电荷。由反粒子组成的物质为“反物质”。氢原子是由一个质子和一个电子组成的, 而反氢原子则是由一个反质子和一个正电子组成。自然界的物质都是由粒子构成,这个事实表明,至少在我们的银河系以及邻近的宇宙天体也都是由粒子构成。粒子与反粒子理应成对存在, 然而在我们的宇宙中为什么不存在反粒子呢? 要解开这个谜,不可避免地回溯至宇宙诞生的时刻。宇宙诞生与反粒子之谜在现代宇宙理论中, 宇宙是从“虚无”状态诞生的,随即经历了急速膨胀, 形成一个超高温的火球———“大爆炸宇宙”。 大爆炸宇宙充满极高能量。在这种高能状态下,可能产生了大量大质量粒子, 此后随着宇宙的膨胀, 在温度下降的过程中, 这类大质量粒子崩解成为质量较小的粒子, 在这时候生成了粒子和反粒子。如果这时粒子与反粒子生产的数量相同,那么随着宇宙空间温度下降,粒子和反粒子就会相遇并湮没,同时释放出X射线,介子和光,以及极大的能量。情况果真如此,最终宇宙中就不会存在粒子和反粒子, 银河系和地球当然也就不会存在了。然而,当这类质量相当大的粒子崩解时, 极微弱的粒子与反粒子的平衡会被打破,比如从比例上来说,对应1 亿个反粒子,生成的粒子数是1 亿个加1个,很快,1亿个粒子与1亿个反粒子相遇湮没,留下1个粒子,于是剩余的粒子聚集成为物质,进而形成了充满宇宙的星系和各种天体。
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