反物质

最近回答:10/22/2007

问:
反物质是什么?如何使用?它对人类和环境造成的影响吗?它能穿越重要吗?我认为他们应该theach这个学校。
——匿名(15岁)
答:
长回答“反物质”及其当前的用途:

反物质有很多相反属性的普通物质制成的。它历史悠久,是的,非常少量的反物质产生经常每天在粒子物理实验室。

反物质的存在是二十世纪物理学理论的早期胜利。1928年,保罗·狄拉克提出了一个描述电子的量子力学和狭义相对论的结合成分,似乎工作得很好。方程有奇怪的功能,不仅解决方案描述电子,但是额外的解决方案描述粒子的行为举止很像电子(例如,相同的质量和自旋)但有相反的电荷。如果其中一个其他粒子与一个电子,都将消失在一阵能量。这似乎很疯狂早在1928年,人们想知道我们应该忽略这些方程的其他解决方案。

理论在本质上需要考验为了工作的科学方法,和安德森在1933年这么做。云室,他的研究小组发现,粒子就像电子,但一个正电荷(电子有负电荷)被发现自然发生,和一些带正电荷电子雨点般落到地球上由于宇宙射线与大气的交互。新的粒子被称为正电子。

从那时起,我们知道所有粒子反粒子,发现和我们的理论的粒子没有意义。一些颗粒同时也是自己的反粒子,例如,光子。反粒子可以消灭与粒子的能量;相反的反应也会发生。如果你把足够的能量在一个地方,可以产生一个粒子和反粒子对在一起。

在粒子加速器中,电子或质子加速到很高的速度,与之相撞其他物质。在碰撞,释放足够的能量使正反粒子对。许多加速器设计巧妙,可以收集反粒子,加速他们反过来,与束粒子碰撞以后学习更有趣的碰撞。这就是我们中的一些人做为生。正电子比反质子容易得多,因为它们更轻。许多其他种类的反物质不稳定因为物质同行也不稳定(即。,他们之前存在一个极小部分的第二个衰变成更平常的东西)。

一个注意多少反物质产生(从我们的:
根据盖布理尔,杰拉尔德·哈佛教授做研究在生产和存储的反氢原子(一种反物质),即使你将收集所有的反质子(人类),你甚至不能加热一杯咖啡与能量释放的毁灭。

反物质是相反的在很多方面重要但不是全部:
1)它有相反的电荷
2)它可以与他们的同行物质粒子湮灭

但是反物质有许多相似之处
1)一个粒子和反粒子有相同的质量(据我们所知)。所以他们都吸引的引力就像真正的问题(没有反重力反物质,对不起!)
2)他们有相同的自旋
3)不稳定的反物质粒子具有相同的寿命问题同行。

有一些非常微小的区别在物质和反物质之间目前正在研究。今天在物理学的一个主要问题是:“如果你只能产生物质和反物质成对,数量相等,那么为什么有如此多的问题在今天的宇宙,所以小反物质?”Experiments today are trying to investigate the differences that can bring this about.

一个好的介绍和其他粒子物理学的话题,看看今天发生了什么在这个领域,看看在加州劳伦斯伯克利实验室的网站。

反物质有对人类和环境造成的影响吗?:

好了,我们还没有生产足够对任何大型有明显的影响。一般来说,反物质产生后并不会持续很长时间,因为每个粒子与粒子湮灭尽快联系。(有时一个粒子和反粒子将轨道彼此一会儿之前湮灭,电荷相反,因此静电吸引,但对于这个问题的目的,物质和反物质马上会湮灭成光子)。质子和反质子湮灭成其他粒子叫做π介子衰变自己变成像电子,光子,μ介子(衰变为电子)和中微子。所以反物质的效果是一样的其湮灭产生的辐射的影响。

可以通过物质反物质旅行吗?

嗯,不是很好。反质子和中,慢慢地,将与物质同行湮灭。如果他们有很多的能量,他们可以创建其他粒子的喷雾剂时,普通物质。对于电子(或正电子),如果能量足够高,他们将创建一个淋浴成千上万的正负电子对较低的能量。最终这些减速和湮灭。一些粒子通过物质很容易,就像中微子。反中微子穿过物质一样容易中微子(不是完全相同的,因为交互能力和与原子核或电子交换电荷是不同的)。Antimuons通过物质一样容易μ介子——都是在宇宙射线中找到。确实没有任何μ介子湮灭,因为他们自己迅速衰减。

是的,他们当然应该在学校教这个!我们现在知道反物质七十六年!

汤姆

(发表在10/22/2007)

后续# 1:反物质的用途

问:
反物质至少是可能的,如果是“反物质炸弹”(由美国军方目前发展中)出来吗?反物质是用于医疗用途,我的意思是在毫微克吗?(不,我想给某人)
-雅各布·金(11岁)
加拿大的温哥华BC
答:
反物质是经常生产的,但是很难。不要指望反物质炸弹。

反物质是现在常用的医学在正电子发射断层扫描(PET)扫描。正电子是带正电的。

迈克·W。

(发表在10/12/2009)

后续# 2:生产正反粒子对。

问:
引用:“如果你把足够的精力放在一起在一个地方,你可以产生一个粒子和反粒子对在一起。”Well, but how do you know which particle-pair will come out, after putting a huge amount of energy in one place? Or are there any necessary cicumstances to 'produce' an electron-positron-pair or an proton-antiproton-pair? What do you think, where's all that "antimatter" in our world? If both was produced in the same amount in the BigBang - so 50% matter and 50% anti-matter. Probably most of them annihilated within the 'first second', but the rest of matter formed our "today's Universe". So is it possible that there is somewhere else our anti-universe, that looks absolutely the same as ours? (Because both have the same amount and the same "starting-point" the bigbang) I hope it's clear what I want to say^^ Greetings, Dani
-达尼(19岁)
奥地利
答:
好的问题达尼。

这对生产过程发生在两个其他粒子之间的碰撞。对生产的首要条件是,所有的基本守恒定律必须遵守:能量、动量、角动量,电荷,轻子数,陌生感,等等。除此之外,任何事情都可能发生。对生产的不同的速率可以依赖最终粒子的动能,(相空间因素)和相对耦合强度可能的交互。这是一个掷骰子,使用方言。然而,相对可以计算概率。

正如你指出似乎有更多的物质比反物质:为什么?这是一个深刻的问题,今天是一个令人费解的问题。物质反物质不对称的必要条件是首先由诺贝尔奖得主安德烈•萨哈罗夫指出:明白了。
它可以有一个邻近的宇宙的不对称向相反的方向发展了。我们不知道。

LeeH


(发表在12/18/2009)

后续# 3:从反物质能量?

问:
伟大的答案。但有一件事我至今仍不明白。显然我们可以使用的能量产生反物质和将其转换使用。我们能使用这种能量呢?和我们如何获得能量的东西会被销毁,如果接触任何形式的重要吗?
-莱恩(16岁)
罗利数控
答:
当反物质与普通物质湮灭掉它主要生产光子和其他粒子像介子衰变为更多的光子,电子等。这些次级粒子将会吸收周围的物质和最终的结果是一个加热的吸收材料。原则上可以用一束反物质来加热水产生蒸汽,驱动涡轮机发电。然而从经济的观点不会支付,因为生成反物质的成本远远超过许多数量级的回报。

LeeH

(发表在11/17/2010)

后续# 4:牛顿的愤怒

问:
亲爱的先生/女士:牛顿从未使用过这个词吸引但只有重力和非常生气和谁会相信万有引力是固有问题。万有引力是推动。看到请新范式Carezani博士被短Autodynamics: http://autodynamicslborg.blogspot.com/2011/05/quantun-universal-gravitation_06.html问候。露西海恩博士学位。= SAA的代表
露西·海恩(69岁)
CA-USA长滩
答:
好吧,但是什么引力推吗?新范式?或者还没有合法化吗?

迈克·W。

(发表在07/07/2011)

后续# 5:物质,反物质和电荷

问:
也在宇宙中物质和我们想象的反问题,但我们有中性物质和抗物质之间类似的事?
- Razin谢赫(13岁)
一家,印度古吉拉特邦
答:
任何带电的基本粒子有一个关联的反粒子的异号电荷。中性的问题确实存在,如中子,也有一个对应的反物质也是中性的。一个anti-neutron相同的电荷中子,零,但它在其它方面是不同的。它可以消灭一个正则中子将合并后的静止质量的能量释放到一阵次级粒子如π介子或其他小粒子质量。的总能量是守恒的,像往常一样。
我们已经回答了许多类似的问题在反物质在我们的网站。只要输入反物质在搜索框中,你会发现很多。

LeeH

设置光子的确是自己的反粒子,从而将算作“中性”这个词的广义。/兆瓦




(发表在08/13/2012)

后续# 6:反粒子自旋相反吗?

问:
嗨。在你的描述属性的反物质你说量子自旋粒子一样正常。但在维基百科页面(http://en.wikipedia.org/wiki/Antimatter)说,这两个电荷和自旋相反的反粒子。谁是正确的?
——史蒂夫(34岁)
英国
答:
通常当我们描述粒子的自旋,我们只是意味着s = 0, 1/2, 1, ....基本上我们所做的有特征值,s (s + 1),的年代2操作符。这是相同的粒子和反粒子。它甚至不意味着任何谈论对立。

我想当WP说自旋相反,他们指任何违反逆时对称的参与过程。只有这些过程会区分旋转和一个指向相反的方向。如果你有一些粒子,这些罕见的弱过程之一,你看看这一过程对其反粒子(也在镜子)只会看起来一样的时间反演的版本,这意味着一个opposite-pointing旋转,而不是相反的绝对年代。说正式的方式是有一个完全对称,CPT(电荷、平价、时间),在某些情况下有弱违反CP补偿违反T。

迈克·W。

(发表在03/01/2013)