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《神奇的反物质》课件

《神奇的反物质》课件


反物质未来的研究方向与展望
深入探索反物质性质
反物质在天体物理中的应用
随着实验技术的发展，进一步揭示反物质 的更多性质和规律，深化对反物质的理解 。
研究反物质在宇宙中的分布和演化，以及 反物质在解释宇宙现象中的作用。
反物质能源的开发
反物质与其他领域的交叉研究
探索利用反物质湮灭释放的巨大能量，为 未来的能源需求提供新的解决方案。
反物质能源是未来能源探索的重要方向之一，可用于航天推进、电力生产等领域， 有望解决人类能源需求问题。
反物质能源的生产需要大量的反物质，目前主要通过粒子加速器进行反物质的生产 ，成本较高，需要进一步降低生产成本和提高效率。
反物质医学
反物质医学是一种利用反物质进 行疾病诊断和治疗的新兴医学领
域。
通过湮灭反应释放的巨大能量可 以用于摧毁癌细胞、杀死病菌等
能源方式。
CHAPTER 05
总结与展望
反物质研究的总结
反物质发现历程
从预言反物质的存在，到反物质 的实验证实，以及反物质在粒子 物理、天体物理等领域的应用。
反物质性质研究
探讨反物质的物理特性，如质量、 电荷、自旋等，以及与正物质的相 互作用。
反物质合成与湮灭
研究如何人工合成反物质，以及反 物质与正物质的湮灭过程和能量释 放。
《神奇的反物质》 PPT课件
目录
• 反物质简介 • 反物质的特性 • 反物质的应用 • 反物质的挑战与前景 • 总结与展望
CHAPTER 01
反物质简介
什么是反物质
反物质是一种与正常物质相反 的物质形态，由反粒子组成。
它具有与正常物质相反的电荷 和磁矩，例如电子的反粒子是 正电子，带正电荷。
反物质在自然界中非常稀少， 但在高能物理实验中可以产生 和检测到反物质。
反物质超核

反物质超核

这个奇特的“反超氚核”的发现令科学家兴奋不已。原来，组成我们常见的物质世界的元素，好比数字世界 中的正数，而反物质就好比负数，它们都处在平面几何的那个二维平面中，而反超核物质则超出了这个平面，正 是这项发现打开了物质元素世界“立体几何”研究的大门。
合作
STAR中方合作组成员包括中国科学院上海应用物理研究所、中国科学技术大学、清华大学、华中师范大学、 中国科学院近代物理研究所、山东大学和中国科学院高能物理研究所。以上工作得到中国国家自然科学基金委重 大国际合作项目、中科院知识创新工程项目和科技部等的联合资助。
当前的研究表明，RHIC环境中反物质核子产额和其普通物质含量相当，比率非常接近单位1。在当前RHIC研 究的环境中，反物质产生符合广义上统计组合（Coalescence）物理机制，这将可以验证一些新奇的关于核物质 结构的科学想法，例如法兰克福高等研究所（FIAS）创始人、著名核理论家WalterGreiner教授提出的反物质可 直接从真空中激发；对于在宇宙射线中寻找新物理，例如暗物质，也有直接的指导意义。
该研究也将丰富科学家对于夸克—胶子等离子体新物质的认识。部分理论物理学家认为，重子数、奇异数守 恒量之间的关联是区分夸克胶子等离子体和强子气体的一个理想探针。超核由超子和核子融合产生，其超子和核 子组分在相空间上非常相似，是实验上研究重子数—奇异数关联的直接手段。马余刚课题组初步计算支持了上述 观点，结果发表在国际学术期刊《物理学快报，B辑》（PhysicsLettersB）上。
感谢观看
“这是迄今为止发现的最重的反物质原子核，也是第一个含有反奇异夸克的反物质原子核。”研究结果已在 多个国际会议上作邀请报告，正式文章发表在《科学》（Science）杂志上，并被选为亮点（Highlight）文章于 3月4日在《科学快讯》（ScienceExpress）上在线快速发表。
物质与反物质

物质与反物质


If one day, a matter runs into his antimatter.They will disappear quickly. As to antimatter is the mirror image of matter. Antimatter is very unstable and when in contact with the material, it will burst out of all the energy of annihilation. 如果有一天，物质和它自 身的反物质偶遇，那么它 们会瞬间消失。同事由于 反物质是物质的镜像。反 物质极不稳定，当与物质 接触时，会迸发出湮灭一 切的能量。
Big Bang theory, arising from the number of particles（正粒子） and antiparticles(反粒子） should be the same, but why we can’t find the antiparticles as easlily as particles.It’s a question! 理论上宇宙大爆炸时所产生的粒子与反粒子应该数量相同，但 是为什么我们不能想找到正粒子那样容易找到反粒子呢，这是 一个问题！
大爆炸确实创 造了足够多的 反物质，它们 形成了反恒星、 反行星、反星 系等等，只不 过它们存在于 宇宙中与我们 隔离的另外一 块区域。 It's possible that the big bang did indeed create enough antimatter to create anti-suns, anti-planets, anti-galaxies and the like, and that they exist somewhere in separate pockets of the universe.
暗物质和反物质 小学 科学 PPT

暗物质和反物质 小学 科学 PPT


普通物质和反物质如果相遇，他们都会爆炸消失，变成巨 大的能量。人类还不能利用反物质制作炸弹，如果可以制 作出来，同等重量的反物质炸弹是氢弹威力的200倍。
神秘的暗物质
宇宙中还有一种更神秘的物质，叫暗物质。他们的重量占据整个宇宙的 96%。他们离地球非常非常远，在百万光年以外。他们不发光，所以我们 看不宇到宙暗非物常质非。常他大们，也大不概和40普0亿通光物年质那发么生大碰，撞光，从所宇以宙我的们一也头摸跑不到到令他一们头。 它们需可要以40轻0亿松年的的穿时过间地。球宇，宙却中不有会很把多地神球秘打的一东个西洞。，今就天像我神就话给故大事家里讲的讲 幽灵两穿种过神墙秘壁的。东西，暗物质和反物质。
神秘的宇宙
昌平实验二小
宇宙非常非常大，大概400亿光年那么大，光从宇宙的一头跑到另一头 需要400亿年的时间。宇宙中有很多神秘的东西。今天我就给大家讲讲 两种神秘的东西，暗物质和反物质。
神秘的反物质
电子
反电子
普通物质的电子带负电，而反物质电子带正电。
质子
反质子
普通物质的质子带正电，而反物质质子带负电。
•神秘的暗物质
那么科学家怎么发现暗物质的呢。科学家们发现很多星体的运动，被看不见 的力量牵引着，这种力量就是暗物质的吸引力。由此，科学家推测出宇宙的 那个地方肯定存在着看不到的暗物质。如果没有暗物质，宇宙肯定不是现在 的样子。
பைடு நூலகம்
•它们如此神秘，科学家都 不完全了解
关于暗物质和反物质，科学家们还在研究，科学家还没有完全了解它们的 特点。 这些未解之谜，等待着我们长大以后去探索发现。
科学大发现ppt课件

科学大发现ppt课件


ν表示。
中微子个头小、不带电，可自由穿过地球，自旋为1/2，质量非常轻（有的小于电子的百
万分之一），以接近光速运动，与其他物质的相互作用十分微弱，号称宇宙间的“隐身人”
。科学界从预言它的存在到发现它，用了20多年的时间。
2013年11月23日，科学家首次捕捉高能中微子，被称为宇宙“隐身人”。他们利用埋在南极
封面 7
8
9
封面 10
从广义上讲：维度是事物“有联系”的抽象概念的数量， “有联系”的抽象概念指的是由多个抽象概念联系而成的抽 象概念，和任何一个组成它的抽象概念都有联系，组成它 的抽象概念的个数就是它变化的维度，如面积。此概念成 立的基础是一切事物都有相对联系。 从哲学角度看，人们观察、思考与表述某事物的“思维角 度”，简称“维度”。例如，人们观察与思考“月亮”这个事物， 可以从月亮的“内容、时间、空间”三个思维角度去描述； 也可以从月亮的“载体、能量、信息”三个思维角度去描述。
日本超级神冈探测器
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维度
维度，又称维数，是数学中独立参数的数目。在物理 学和哲学的领域内，指独立的时空坐标的数目。0维是一 个无限小的点，没有长度。1维是一条无限长的线，只有 长度。2维是一个平面，是由长度和宽度(或部分曲线)组成 面积。3维是2维加上高度组成体积。4维分为时间上和空 间上的4维，人们说的4维经常是指关于物体在时间线上的 转移。（4维准确来说有两种。1.四维时空，是指三维空间 加一维时间。2.四维空间，只指四个维度的空间。）四维 运动产生了五维。
其他一切可以相反的性质也都相反。 封面 2
反物质武器
反物质武器是一种以反物质作为
能量，推进剂或爆炸物，拥有超
强大力量的梦想武器。目前其还
仅存在于科幻小说或电子游戏中
反粒子与反物质

反粒子与反物质

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反物质假说 1965年，三位美国科学家提出，通古斯大爆炸 事件可能是从太空降到地球来的一种反物质— ——反陨石造成的。他们在调查报告中说，当 天，一个由“反物质”组成的陨石意外地闯入 了地球并导致了这场灾难。
School of Nuclear Science and Technology
LANZHOU UNIVERSITY
反粒子定义
反粒子定义：
每种粒子都有一个和它质量，寿命，自旋严格相等， 但是电荷正好相反的粒子存在
一切粒子均有反粒子：电子—正电子 质子—反质子 中子—反中子 有些粒子的反粒子就是本身：γ 光子、π0介子等
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LANZHOU UNIVERSITY
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国际上发物质的研究
狄拉克 预言正 电子
欧文.张伯 伦发现反 质子，后 来又发现 反中子
欧洲核子研究中心 通过大型强子对撞 机，他们已经俘获 了少量的“反物质”
1928
1932
1956
1995 氢 造中 欧 原 出心 洲 子 了就 核 首子 个次 研 反制 究 9
用来制造星 际航行的火 筒、航天器、 太空船等的 超级燃料
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用作集能速武器（指 与粒子束武器结合）
无机化学第5章

无机化学第5章

概率 = | |2 V 即波函数| |2 代表在核外空间某处找到电子的概率
电子云图是概率密度| |2 的形象化说明。黑点密集的
地方， | |2 的值大，概率密度大；反之概率密度小。
32
电子云的角度分布
z z z x y
s y
px y y
dxz z
y
_
x
33
||2代表电子的概率密度。
每一个波函数代表一个原子轨道。
原子轨道——原子中一个电子的可能的空间运动状态。
注意：此处提到的原子轨道与 Bohr 原子模型所指的原
子轨道截然不同。 见书P127。
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2. 波函数的径向部分和角度部分
将直角坐标三变量 x，y，z 变换成球坐标三变量 r，， 。 OP 的长度 (0—) OP 与 z 轴的夹角 ( 0 — ) OP 在 xoy 平面内的投影 OP′ 与 x 轴的夹角 ( 0 — 2 ) r P 根据 r，， 的定义，有 x = r sin cos y = r sin sin z = r cos r2 = x2 + y2 + z2
概率 = 体积×概率密度
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二、 电子云
电子云——即电子在核外空间出现概率密度 分布的形象化描述。
y x
a
y
x
y x
b b 电子云的统计概念（二维投影） a) 单张照片；b) 二张照片 c)大量照片
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三、 Schodinger波动方程
1926 年，奥地利物理学家 Schodinger 提 出一个描述核外电子等微观粒子运动状态 的方程，被命名为Schodinger方程。他奠 定了波动力学的基础，因而与P.A.M.狄拉 克共获1933 年诺贝尔物理学奖
课件1：5.5“基本”粒子

课件1：5.5“基本”粒子


新粒子的发现
(1)直到19世纪末，人们都认为光子、电子、质子和中子是基本粒子．
(2)随着科学的发展，科学家们发现了很多的新粒子并不是由以上基本
粒子组成的，并发现质子、中子等本身也有复杂结构．
(3)探测工具
粒子加速器和粒子探测器是研究粒子物理的主要工具。
反粒子（反物质）
它们的质量、寿命、自旋等物理性质与过去发现的粒子相同，而电荷等其他
也说明科学正是由于一个一个的突破才得到进一步的发展．
夸克
d
下夸克
质量
电荷
e
0.008
-1/3
自
旋
重
子
数
同
位
旋
同位
旋分
量
奇
异
数
超荷
-1/2
0
+1/3
0
0
0
1/2
0
+1/3
0
0
0
-1
-2/3
0
0
0
0
+1/3
+1
0
0
粲 底 顶
数 数 数
1/2
u
上夸克
0.004
2/3
s
奇夸克
0.15
-1/3
c
粲夸克
1.5
中子和质子组合成氘核，并形成氦核的核合成时代，之后电子和质子复合成氢原
子，最后形成恒星和星系，因此A、C正确，B、D错误．
T
谢谢观看
HANK YOU!
2.根据宇宙大爆炸的理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时
期，那么在大爆炸之后最早产生的粒子是( A )
A．夸克、轻子、胶子等粒子
反物质离我们有多远49页PPT

反物质离我们有多远49页PPT


二、力学中常见的力
1、引力：
f Gm1m2 r2
G=6.6710-11Nm2/kg2
例、地球对物体的引力P＝mg=GMm/R2
所以g=GM/R2
2、电磁力：（库仑力）f=kq1q2/r2 k=9 109Nm2/C2
注意：电磁力远远 大于万有引力！
例1. 在氢原子中，电子与质子的距离为5.3×10-11米， 试求静电力及万有引力，并比较这两个力的数量关系。
奇异数 质子数
中子数
这是迄今为止发现的最重的反物质原子核。 from the normal matter to the antimatter world 反物质处于这个图表的负方向(N<0,Z<0)，
1－6 牛顿运动定律
牛顿 (1642―1727)
英国数学家、物理学家、天文学家和 经典力学体系的奠基人。牛顿的主要 贡献有发明了微积分，发现了万有引 力定律，创建经典力学，设计并实际 制造了第一架反射式望远镜，发现光 的色散原理等，被誉为人类历史上最 伟大，最有影响力的科学家。为了纪 念牛顿在经典力学方面的杰出成就， “牛顿”后来成为衡量力的大小的物 理单位。
趋势时，在这两物体的接触面上就会产生阻碍物体 作相对滑动的力，这种力就是摩擦力。
静摩擦力：当物体有滑动趋势但未滑动时作用在物体 上的摩擦力。静摩擦力的大小取决于外力。
fma xsN，其 s为 中静摩擦 N为系 支数 持， 力
力的种类 相互作用的物体 力的强度 力 程
万有引力 一切质点
弱力
大多数微观粒子
电磁力 电荷
强力
核子、夸克等
10－34N 10－2N 102N 104N
无限远 小于10－17m 无限远 10－15m
47马克思主义基本原理概论第一章PPT课件

47马克思主义基本原理概论第一章PPT课件

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列宁物质定义的意义
第一，坚持了物质的客观实在性原则， 坚持了唯物主义一元论，同唯心主义 和二元论划清了界限。 第二，坚持了能动的反映论和可知论， 有力地批判了不可知论。 第三，体现了唯物主义与辩证法的统 一。
第四，体现了唯物主义自然观与历史 观的统一。
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有关物质范畴的几个注意事项
一,恩格斯:物质是不可见的. 买水果的故事. 二,一个学生曾经提过的问题:物
观--- 超微观和介观 二,世界物质形态的多样性 三态:气,液,固.第四态:等离子态.第五态:
中子态.超流态和超导态. 以上都是实物态,与之互补的是场态,目前共
发现了四种状态,即引力场,电磁场,强相互 作用场和弱相互作用场. 实物与场构成了正物质世界,与之成镜像的 是反物质世界. 正反物质世界都来源于真空.老子:大盈若冲, 其用不穷.
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4、统一场论则力求在一切场完 成这种统一，直至证明四种相互 作用（当然如果还有其他相互作 用也一样）本来是一种相互作用。 也可以把统一场论理解为统一量 子力学和广义相对论或将三大场 方程融为一体。
5、根据统一场论的发展远景， 它最终将以全息论作为自己的归 宿。
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物质本源表现自己的方式： 联系和发展 普遍联系：一切事物都在相互作用。 联系的三大特征： 1、客观性 2、普遍性 3、多样性
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根据与人的实践关系而划分的 物质世界的多样性
一,人们还未认识的世界.夸克以下和 总星系之上.
二,人们有所认识但还没有纳入实践范 围的世界.太阳系之外,地球上人类还 未探索过的地区,如两极,深海.
三,人类已经实践过,留下人类印记的 世界,如农业.
四,人类在实践活动中创造的世界.也 就是人类社会.
3
马克思主义对哲学基本问题的回答：辩 证唯物主义物质观
《第三节-氧化剂与还原剂》PPT课件

《第三节-氧化剂与还原剂》PPT课件

注意：氧化反应和还原反应是对立的、相互依存于同一反应中
一、化学反应与元素化合价的变化 1.氧化还原反应的概念 反应中有元素化合价升降的化学反应叫做氧 化还原反应。
氧化还原反应的特征和判断依据
特别注意：氧化还原反应的实质是电子的转移
√× × √ √ ×
【迁移·应用】
判断下列反应是否为氧化还原反应。从四种基本反应 类型的角度分析属于哪种基本反应类型。
2FeCl3+Cu==2FeCl2+CuCl2 结论： Fe3+具有氧化性 氧化性比较：Fe3+ > Cu2+ > Fe2+
探究三、 Fe2+的氧化性和还原性
实验1：往FeCl2溶液中加入锌粉 Zn+ FeCl2==ZnCl2+Fe（溶液有浅绿色变为无色） 实验2：往FeCl2溶液中先加硫氰酸钾溶液再滴加氯水 2FeCl2+ Cl2== 2FeCl3（溶液由浅绿色变为红色） 结论：Fe2+ 既有氧化性又有还原性
还原剂具有还原性
失去电子的难易程度
化合价升高
特别提醒：得失电子的难易程度与得失电子多 少没有关系
3.从化合价高低认识氧化性和还原性
【想一想】判断下列物质具有氧化性还是还原性。
还原性
既具有氧化性 又具有还原性
氧化性
-2 0 +4
+4
+4
H22S S
SO2 H2SO3 Na2SO3
+6 HH22SSOO44（（浓浓））
△ 3. CuO + H2 ==== Cu + H2 O
△ 4. Fe2O3 + 3CO ==== 2Fe + 3CO2

《高考》化学 第五 化学反原理 第讲 化学反与能量变化

批扯州址走市抄坝学校第五化学反原理第19讲化学反与能量变化★考情直播解读考点整合考点1放热反与吸热反类型比拟放热反吸热反义有热量的化学反热量的化学反形成原因反物具有的总能量大于生成物具有的总能量反物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放出的总能量反物分子断裂时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量反物分子断裂时吸收的总能量表示方法ΔH 0 ΔH 0实例2H2(g)+O2(g)====2H2O(g)；ΔH=-483 .6 kJ·mol-1C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g);ΔH=+13 kJ·mol-1常见类型燃烧反、反大多数反电离、水解过程，大多数分解反本考点考查的在于能否准确理解放热反、吸热反概念，并对其原因加以分析和用。

特别提醒：判断放热反和吸热反的方法有二：由反物与生成物的总能量的相对大小或反物分子断裂时吸收的总能量与生成物分子成键时释放出的总能量相对大小比拟[例1] (高考卷，反热)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反原理是①CH3OH(g)＋H2O(g) = CO2(g)＋3H2(g)；H = + 49.0 kJ·mol－1能量 反过程ΔH CH 3OH(g)＋H 2O(g) CO 2(g)＋3H 2(g) 反物的总生成物的②CH 3OH(g)＋1/2O 2(g) = CO 2(g)＋2H 2(g)；H =－19 kJ ·mol－1 以下说法正确的选项是( )(A)CH 3OH 的燃烧热为19 kJ ·mol －1 (B)反①中的能量变化如下图(C)CH 3OH 转变成H 2的过程一要吸收能量(D)根据②推知反：CH 3OH(l)+1/2O 2(g) = CO 2(g)+2H 2(g)的H ＞－19 kJ ·mol－1 [解析] 此题以燃料电池为载体考查燃烧热和热化学方程式。

Dirac理论


学非常有价值。
周鹏 安徽工程科技学院电气工程系
1932年，Carl Anderson，加利福尼亚工学院一位年轻的教授在云室 中研究宇宙粒子流的时候看到了“一些带有正电荷，而质量和电子相同” 的粒子的轨迹。在将近一年的努力观察之后，他断定这些轨迹实际上是反 电子，是在云室中的宇宙射线的影响下随着电子产生的。他把这种反电子 叫做正电子，因为它带有正电荷。 在被Occhialini 和 Blackett肯定之后， 这一发现很快就使得Anderson 获得了1936年的诺贝尔奖，并且证明了 被 Dirac预言的反粒子的存在。 1965：反核子 1995：从反粒子到反物质 在制出反核子之后，随后的问题自然是：反电子和反核子结合能形成 反原子吗？ 实际上，这个问题的答案最近才被发现，这要归功于一个特殊的机器， CERN的独一无二的低能反质子环（LEAR）。相对于加速器来说，LEAR 实际上降低了反质子的速度。然后物理学家就能尝试着把正电子和反质子 结合，制造了一个反氢原子，一个真正的反物质原子。 尽管仅仅制造了9 个反原子。
周鹏 安徽工程科技学院电气工程系
Dirac的方程替他赢得了1933年的诺贝尔奖，但是又引发了另一个问题： 正如方程x2=4 有两个不同的解（x=2 或 x=-2）一样，Dirac的方程也可能 有两个解，一个是带有正能量的电子，一个是带有负能量的电子。但是在 古典物理学（按照常识）当中，粒子的能量必须是正的。 对这个问题的解释意味着每种粒子存在它们的反粒子，除了电荷相反 以外其它方面都和粒子一致。对电子来说，应该有反电子的存在，其它都 和电子一致，但是带有一个正电荷。并且在Dirac的诺贝尔奖的演讲中，他 提出了存在由反物质构成的宇宙这个问题。 1930：自然伸出帮助之手 从1930年开始，搜索神秘的反粒子的工作就开始了。在上个世纪早期， Victor Hess （1936年的诺贝尔奖得主）发现了一个高能粒子的天然源：宇 宙射线。宇宙射线是来自于外太空的能量非常高的粒子，当它们撞击地球 大气的时候，它们产生了巨大的低能粒子流，已经证明这些粒子流对物理
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十万个为什么

谢谢大家
十万个为什么

反物质概念是英国物理学家保罗· 狄拉克最早提出 的。他在20 世纪30 年代预言，每一种粒子都应该 有一个与之相对的反粒子，例如反电子，其质量 与电子完全相同，而携带的电荷正好相反（A）。 且电子的自旋量子数是-1/2而不是正1/2。 欧洲航天局的伽马射线天文观测台，证实了宇宙 间反物质的存在。他们对宇宙中央的一个区域进 行了认真的观测分析。发现这个区域聚集着大量 的反物质。此外，伽马射线天文观测台还证明， 这些反物质来源很多，它不是聚集在某个确定的 点周围，而是广布于宇宙空间．
十万个为什么

自然界纷呈多样的宏观物体还原到微观本源，它们都是由 质子、中子和电子所组成的。这些粒子因而被称为基本粒 子，意指它们是构造世上万物的基本砖块，事实上基本粒 子世界并没有这么简单。在30年代初，就有人发现了带正 电的电子是一种带有负电的亚原子粒子，这是人们认识反 物质的第一步。到了50年代，随着反质子和反中子的发现， 人们开始明确地意识到，任何基本粒子都在自然界中有相 应的反粒子存在。

十万个为什么

正电子、负质子都是反粒子，它们跟通常所说的电子、质 子相比较，电量相等但电性相反。科学家设想在宇宙中可 能存在完全由反粒子构成的物质，也就是反物质。 电子和反电子的质量相同，但有相反的电荷。质子与反质 子也是这样。那么中子与反中子的性质有什么差别？其实 粒子实验已证实，粒子与反粒子不仅电荷相反，其他一切 可以相反的性质也都相反。这里我们讨论一下重子数的概 念。
十万个为什么

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。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 后又发现了负质子和自旋方向相反的反中子。2010年11月17日，欧洲 研究人员在科学史上首次成功“抓住”微量反物质。
十万个为什么
反物质篇（part1） 罗江睿
十万个为什么


今天就让我们共同探讨同一个
问题：
什么是反 物质？
十万个为什么

什么是反物质？
十万个为什么

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。例如一颗反质子和 一颗反电子（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。此外，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 放出高能光子或是其他能量较低的正反粒子对。正反物质 湮灭所造成的粒子，赋予的动能等同于原始正反物质对的 动能，加上原物质静止质量与生成粒子静质量的差，后者 通常占大部分。 1979 年 10 月 30 日，美科学家首次测出星 际空间反物质流。 2010 年 11 月 17 日，欧洲核子研究中心 （CERN）科学家，在实验中首次成功捕获反物质。


质子与中子被统称为核子。人们从核现象的研究发现，质 子能转化为中子，中子也能转化为质子，但在转化前后， 系统的总核子数是不变的。也就是说在中子转变为质子的 同时，质子也在转变为中子。
十万个为什么

50 年代起的粒子实验表明，还有很多种比核子重 的粒子，它们与核子也属同一类，这类粒子于是 被改称为重子，核子仅是其最轻的代表，一般的 规律是：当粒子通过相互作用而发生转化，系统 中的重子个数是不会改变的。 由于重子数的守恒性，两个质子相碰是不会产生 一个包含三个重子的系统的，那么反核子应当怎 么产生？实验表明，反核子总是在碰撞中与核子 成对地产生的。例如 p+p → N+N+N+N'+若干 π 介子，其中N代表质子或中子，N'代表反质子或反 中子。反核子一旦产生，它常很快与周围的某个 核子再相碰而成对地湮灭。
十万个为什么

反物质是正常物质的反状态。当正反物质相遇时，双方就 会相互湮灭抵消，发生爆炸并产生巨大能量。能量释放率 要远高于氢弹爆炸。 在丹· 布朗的小说《天使与魔鬼》里， 恐怖分子企图从欧洲核子中心盗取反物质，进而炸毁整座 梵蒂冈城。与此类似的是，YQZ的小说《末日大逃亡之地 球毁灭》中，男女主角在费米国家实验室科学家的帮助下， 成功地用运载35克反物质的洲际导弹炸毁了撞向南极洲飞 船基地的中子星，而它曾经受数千枚核弹狂轰滥炸却毫发 无伤。