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反 はん 物質 ぶっしつ (英語 えいご :Antimatter )在 ざい 粒子 りゅうし 物理 ぶつり 學 がく 中 ちゅう 是 ぜ 反 はん 粒子 りゅうし 概念的 がいねんてき 延伸 えんしん ,反 はん 物質 ぶっしつ 是 ぜ 由 ゆかり 反 はん 粒子 りゅうし 構成 こうせい 的 てき ,如同普通 ふつう 物質 ぶっしつ 是 ぜ 由 よし 普通 ふつう 粒子 りゅうし 所 しょ 构成的 てき 。例 れい 如一顆反 はん 質 しつ 子 こ 和 わ 一 いち 顆反電子 でんし (正 せい 電子 でんし )能 のう 形成 けいせい 一 いち 個 こ 反 はん 氫原子 げんし ,如同電子 でんし 和 わ 質 しつ 子 こ 形成 けいせい 一般 いっぱん 物質 ぶっしつ 的 てき 氫原子 げんし 。此外,物質 ぶっしつ 與 あずか 反 はん 物質 ぶっしつ 的 てき 結合 けつごう ,會 かい 如同粒子 りゅうし 與 あずか 反 はん 粒子 りゅうし 結合 けつごう 一般 いっぱん ,導 しるべ 致兩者 しゃ 湮滅 いんめつ ,且因而釋放出 ほうしゅつ 高 だか 能 のう 光子 こうし (伽 とぎ 瑪射線 せん )或 ある 是 ぜ 其他能 のう 量 りょう 較低的 てき 正 せい 反 はん 粒子 りゅうし 對 たい 。正 せい 反 はん 物質 ぶっしつ 湮滅 いんめつ 所 しょ 造成 ぞうせい 的 てき 粒子 りゅうし ,賦 ふ 予 よ 的 てき 動 どう 能 のう 等 ひとし 同 どう 於原始 げんし 正 ただし 反 はん 物質 ぶっしつ 對 たい 的 てき 動 どう 能 のう ,加 か 上原 うえはら 物質 ぶっしつ 靜止 せいし 質量 しつりょう 與 あずか 生成 せいせい 粒子 りゅうし 靜 せい 質量 しつりょう 的 まと 差 さ ,後者 こうしゃ 通常 つうじょう 佔大部分 ぶぶん 。(愛 あい 因 いん 斯坦相對 そうたい 論 ろん 指出 さしで ,質量 しつりょう 與 あずか 能 のう 量 りょう 是 これ 等價 とうか 的 てき 。)
反 はん 物質 ぶっしつ 無法 むほう 在 ざい 自然 しぜん 界 かい 找到,僅有稍 やや 縱 たて 即 そく 逝的少量 しょうりょう 存在 そんざい (例 れい 如因放射 ほうしゃ 衰 おとろえ 變 へん 或 ある 宇宙 うちゅう 射 しゃ 線 せん 等 とう 現象 げんしょう )。這是由 よし 於反物質 ぶっしつ 若 わか 非 ひ 存在 そんざい 於像物理 ぶつり 實驗 じっけん 室 しつ 的 てき 人工 じんこう 環境 かんきょう 下 か ,則 のり 無 む 可 か 避免地 ち 隨 ずい 即 そく 與 あずか 自然 しぜん 界 かい 的 てき 物質 ぶっしつ 發生 はっせい 碰觸並 なみ 湮滅 いんめつ 。反 はん 粒子 りゅうし 和 わ 一些穩定的反物質(例 れい 如反 はん 氫 )可 か 以以人工 じんこう 製造 せいぞう 出 で 極 ごく 少量 しょうりょう ,但 ただし 卻基本 きほん 不足 ふそく 以達到 いた 可 か 對 たい 這些物質 ぶっしつ 驗 けん 證 しょう 其理論 ろん 性的 せいてき 程度 ていど (但 ただし 大量 たいりょう 的 てき 正 せい 電子 でんし 可 か 由 ゆかり 正子 まさこ 斷層 だんそう 照影 しょうえい 等 とう 儀 ぎ 器 き 產 さん 生 せい )。
在 ざい 科學 かがく 或 ある 科 か 幻 まぼろし 方面 ほうめん ,焦點 しょうてん 環 たまき 繞 にょう 在 ざい 為 ため 何 なん 所見 しょけん 的 てき 宇宙 うちゅう 幾 いく 乎充滿了 まんりょう 物質 ぶっしつ 、是 ぜ 否 いや 有 ゆう 其他地方 ちほう 則 そく 是 ぜ 幾 いく 乎充滿了 まんりょう 反 はん 物質 ぶっしつ 以及是 ぜ 否 ひ 能 のう 夠駕馭反物質 ぶっしつ ,在 ざい 現今 げんこん 可 か 見 み 的 てき 宇宙 うちゅう 範圍 はんい 中 ちゅう 明 あかり 顯 あらわ 的 てき 正 せい 反 はん 物質 ぶっしつ 不 ふ 對稱 たいしょう 性 せい 成 なり 了 りょう 物理 ぶつり 的 てき 最大 さいだい 難題 なんだい 之 の 一 いち 。許多 きょた 可能 かのう 的 てき 物理 ぶつり 過程 かてい 都 と 是 ぜ 在 ざい 探究 たんきゅう 重子 しげこ 時 どき 所 しょ 發現 はつげん 。
歷史 れきし [ 编辑 ]
反 はん 物質 ぶっしつ
1927年 ねん 12月,英国 えいこく 物理 ぶつり 学 がく 家 か 保 ほ 罗·狄拉克 かつ 提出 ていしゅつ 了 りょう 電子 でんし 的 てき 相對 そうたい 論 ろん 方程式 ほうていしき ,即 そく 狄拉克 かつ 方程式 ほうていしき [1] 。有 ゆう 趣 おもむき 的 てき 是 ぜ ,等式 とうしき 中 ちゅう 發現 はつげん 除 じょ 了 りょう 一般正能量之外的負能量結果。這顯示 けんじ 出 で 一 いち 個 こ 問題 もんだい ,當 とう 電子 でんし 趨向 すうこう 於朝著 ちょ 最低 さいてい 可能 かのう 的 てき 能 のう 階 かい 躍 おど 遷時;負 ふ 無限 むげん 大 だい 的 てき 能 のう 量 りょう 是 ぜ 毫無意義 いぎ 的 てき 。但 ただし 為 ため 了 りょう 要 よう 彌 わたる 補 ほ 這條件 じょうけん ,狄拉克 かつ 提出 ていしゅつ 真空 しんくう 狀態 じょうたい 中 ちゅう 是 ぜ 充滿 じゅうまん 了 りょう 負 ふ 能 のう 量 りょう 電子 でんし 的 てき 「海 うみ 」,稱 しょう 作 さく 狄拉克之 かつゆき 海 うみ 。任 にん 何 なん 真實 しんじつ 的 てき 電子 でんし 因 いん 此會填補 てんぽ 這些海中 かいちゅう 具有 ぐゆう 正能 しょうのう 量的 りょうてき 部分 ぶぶん 。
衍伸這個想 そう 法 ほう ,狄拉克 かつ 發現 はつげん 海中 かいちゅう 的 てき 這些「洞 ほら 」則 のり 具有 ぐゆう 正 せい 電荷 でんか 。起 おこり 初 はつ 他 た 認 みとめ 為 ため 這是質 しつ 子 こ ,但 ただし 赫爾曼·外 がい 爾 なんじ 指出 さしで 這些洞 ほら 應 おう 該是具有 ぐゆう 和 わ 電子 でんし 相 しょう 同 どう 的 てき 質量 しつりょう 。1932年 ねん 由美 ゆみ 国 こく 物理 ぶつり 学 がく 家 か 卡尔·安 やす 德森 とくのもり 在 ざい 實驗 じっけん 中 ちゅう 證 しょう 實 じつ 了 りょう 正 せい 电子的 てき 存在 そんざい 。在 ざい 此期間 あいだ ,反 はん 物質 ぶっしつ 有 ゆう 時 じ 也常被 ひ 稱 しょう 作 さく 「反 はん 地物 ちぶつ 質 しつ 」。雖然狄拉克 かつ 自己 じこ 沒 ぼつ 有 ゆう 使用 しよう 反 はん 物質 ぶっしつ 這個術語 じゅつご ,但 ただし 是 ぜ 後來 こうらい 的 てき 科學 かがく 家 か 將 はた 反 はん 質 しつ 子 こ 等 とう 粒子 りゅうし 稱呼 しょうこ 為 ため 反 はん 物質 ぶっしつ [2] 。完 かん 整 せい 的 てき 反 はん 物質 ぶっしつ 元素 げんそ 週 しゅう 期 き 表 ひょう 由 ゆかり 夏 なつ 尔·让内 於1929年 ねん 完成 かんせい [3] 。
性質 せいしつ [ 编辑 ]
反 はん 质子 、反 はん 中子 なかご 和 わ 反 はん 电子 如果像 ぞう 质子 、中子 なかご 、电子 那 な 样结合 あい 起 おこり 来 らい 就形成 けいせい 了 りょう 反 はん 原子 げんし 。
反物 たんもの 质和物 ぶつ 质一旦 いったん 相 あい 遇 ぐう ,就相互 そうご 吸引 きゅういん 、碰撞並 なみ 完全 かんぜん 转化为光并释放出 ほうしゅつ 巨大 きょだい 的 てき 能 のう 量 りょう ,这个过程叫 さけべ 做湮灭 。湮灭过程会 かい 释放出 ほうしゅつ 正 ただし 、反物 たんもの 质中蕴涵的 てき 所有 しょゆう 静 せい 质量能 のう ,根 ね 据 すえ 爱因斯坦著名 ちょめい 的 てき 质能关系式 しき ──E=mc² ,一种在科学界受到普遍认同的理论认为,宇宙 うちゅう 大 だい 爆 ばく 炸早期 そうき 曾产生 せい 了 りょう 数量 すうりょう 相当 そうとう 的 てき 物 ぶつ 质和反物 たんもの 质,随 ずい 后 きさき 发生的 てき 物 ぶつ 质和反物 たんもの 质的湮灭消耗 しょうもう 掉了绝大部分 ぶぶん 的 てき 正 せい 、反物 たんもの 质,遗留下 か 的 てき 少 しょう 部分 ぶぶん 正 せい 物 ぶつ 质构成 なり 了 りょう 现如今 いま 的 てき 物 ぶつ 质世界 かい 。理論 りろん 上 じょう 宇宙 うちゅう 大 だい 爆 ばく 炸時 どき 所產 しょさん 生 せい 的 てき 粒子 りゅうし 與 あずか 反 はん 粒子 りゅうし 應 おう 該數量 すうりょう 相 しょう 同 どう ,但 ただし 是 ぜ 为什么現今 げんこん 所 しょ 遺留 いりゅう 下 か 來 らい 的 てき 絕大 ぜつだい 多數 たすう 都 と 是正 ぜせい 粒子 りゅうし ,這即所 しょ 谓的“正 せい 反物 たんもの 质对称 しょう 性 せい 破壞 はかい ”(對稱 たいしょう 破 やぶ 缺 かけ ),雖然在 ざい 幾 いく 個 こ 粒子 りゅうし 对撞试验中 ちゅう ,都 と 發現 はつげん 了 りょう 正 せい 粒子 りゅうし 與 あずか 反 はん 粒子 りゅうし 的 てき 衰 おとろえ 變 へん 略 りゃく 有 ゆう 不同 ふどう ,即 そく 所謂 いわゆる 的 てき 電荷 でんか 宇稱不 ふ 守恆 もりつね (CP破壞 はかい ),但 ただし 在 ざい 數量 すうりょう 上 じょう 仍不足 ふそく 以解釋 かいしゃく 為 ため 何 なん 現今 げんこん 反 はん 物質 ぶっしつ 消失 しょうしつ 的 てき 問題 もんだい ,這在粒子 りゅうし 物理 ぶつり 学 がく 上 うえ 仍是一大未解决的问题。
應用 おうよう [ 编辑 ]
想像 そうぞう 中 ちゅう 用 よう 反 はん 物質 ぶっしつ 當 とう 燃料 ねんりょう 的 てき 反 はん 物質 ぶっしつ 火箭 かせん
因 よし 為 ため 物質 ぶっしつ 與 あずか 反 はん 物質 ぶっしつ 的 てき 湮滅 いんめつ 時 とき 質量 しつりょう 可 か 完全 かんぜん 轉換 てんかん 成能 なるのう 量 りょう ,帶 おび 來 らい 最大 さいだい 的 てき 能 のう 源 げん 效率 こうりつ ,且單位 たんい 產 さん 量 りょう 是 ぜ 核 かく 能 のう 的 てき 千 せん 百 ひゃく 倍 ばい 或 ある 常 つね 規 ぶんまわし 燃料 ねんりょう 的 てき 億 おく 兆 ちょう 倍 ばい 。根 ね 据 すえ 爱因斯坦 的 てき 质能关系式 しき E=mc2 。其中E为湮灭产生 せい 能 のう 量 りょう ,m为参与 さんよ 的 てき 正 せい 物 ぶつ 质和反物 たんもの 质湮灭前总静止 せいし 质量,c为光速 こうそく ≈3x108 米 べい /秒 びょう 。举例来 らい 说,二分之一克反物质湮灭所产生的能量大约与广岛市 し 原子 げんし 弹爆炸 所 ところ 产生的 てき 能 のう 量 りょう 相当 そうとう (即 そく 是 ぜ 一克反物质湮灭所产生的能量约为2-3万 まん 吨TNT 当 とう 量 りょう ,或 ある 者 もの 是 ぜ 大 だい 约200亿千 せん 卡 ),所以 ゆえん 一直有人研究其作為新能源的可行性,主要 しゅよう 用 よう 於很難 なん 補給 ほきゅう 燃料 ねんりょう 的 てき 航 こう 天 てん 用 もちい ,甚至作為 さくい 反 はん 物質 ぶっしつ 武器 ぶき 。但 ただし 是 ぜ 由 よし 於目前 ぜん 人為 じんい 製 せい 造反 ぞうはん 物質 ぶっしつ 的 てき 方式 ほうしき ,是 ぜ 由加 ゆか 速 そく 粒子 りゅうし 打擊 だげき 固定 こてい 靶產生 せい 反 はん 粒子 りゅうし ,再 さい 減速 げんそく 合成 ごうせい 的 てき 。此過程 かてい 所 しょ 需要 じゅよう 的 てき 能 のう 量 りょう 遠大 えんだい 於湮滅 いんめつ 作用 さよう 所 しょ 放出 ほうしゅつ 的 てき 能 のう 量 りょう ,且生成 せいせい 反 はん 物質 ぶっしつ 的 てき 速 そく 率 りつ 極 ごく 低 てい ,因 いん 此尚不 ふ 具有 ぐゆう 經濟 けいざい 價 か 值。此外,反物 たんもの 质与物 ぶつ 质相遇 ぐう 会 かい 发生湮灭,保存 ほぞん 上 じょう 也是一大 いちだい 問題 もんだい 。
参 まいり 阅[ 编辑 ]
參考 さんこう 資料 しりょう [ 编辑 ]
延伸 えんしん 閱讀[ 编辑 ]
外部 がいぶ 連結 れんけつ [ 编辑 ]