有关反物质的更多信息

最新答案:2007年10月22日

问:
如果抗蛋白质基本上是具有不同电荷的质子,是否意味着反物质仍然是问题?“反物质”只是为了区分课程的名称吗?我不明白“反接线机”中的一些解释(先前回答的问题)。提到的是,当电子和质子高速引起时,它们会产生形成物质抗物质对的反物质。但是质子和电子是两个不同的粒子,这是否意味着在碰撞期间,抗蛋白质和抗电子均形成?最后一个问题,是正电子抗质子吗?
- 匿名的
新加坡
A:
反物质与普通物质共享许多属性。反粒子具有与物质对应物相同的质量,并且它们属于重力领域。因此,是的,反物质是一种问题。令我们感到困惑的是,为什么宇宙中有这么多的物质和如此少的反物质,因为它们必须在高能相互作用中以相等的数量制成。粒子和反粒子之间存在很小的,可观察到的差异,这些差异正在粒子物理实验室中进行深入研究,以试图解释为什么这是如此。

至于名称,它是任意的。如果我们都是由反物质制成的,那么我们可能仍然将其称为“物质”,并称我们不是“反物质”制成的其他东西。如果将所有问题换成反物质,宇宙仍然可以正常工作。这导致了一个有趣的情况。假设我们从一个遥远,友好的外星文明中发现信号。他们告诉我们他们想来拜访我们。我们想首先检查它们是由物质还是反物质制成的,因为后一种情况将证明他们是否试图握手 - 繁荣!他们坚持认为它们是由物质制成的,但这还不够说服 - 我们怎么知道他们所说的重要不是我们所说的反物质?

事实证明,有一些高能粒子反应实际上可以区分这两个。这些涉及kaons和b颗粒。您可以在我们的其他答案中关注链接以了解更多信息。

在粒子物理实验中,将加速至高能的颗粒束被粉碎到固定靶标或另一个横梁上。在后一种实验中,在碰撞梁的情况下,其中一个梁通常由第一束梁中的反粒子制成。这样做的原因有两个。第一个是方便的 - 如果它们由相同质量的相对充满电的粒子组成,则可以使两个光束朝相反的方向绕磁铁绕着。另一个原因是,当粒子用其反粒子歼灭时,两者都消失了,留下了所有可用于制造新事物的能量。一些加速器与正电子碰撞电子。其他人则用抗蛋白子碰撞质子。(质子实际上是由称为夸克的碎片制成的,通常不是整个质子相互作用,只是其中一种夸克,因此在这些实验中并非所有能量都可以使用)。

德国的另一个实验碰撞了一束电子束和一束质子横向相反的方向。这很难做到,因为电子和质子重量不同,因此必须建造两个单独的磁铁环,它们在碰撞点相交。如果电子和质子互相击中,通常会得到复杂的新颗粒。出现的事情必须加起来各种量化中的内容。总电荷必须加起来为零。电子的数量必须累加多达一个(电子减去抗电基因,也可以制作一些其他颗粒,也可以携带电子数)。重子的数量必须加起来。质子是重子的一个例子 - 中子也是如此。在这些相互作用中,还有其他更多异国风情的重子(质子和中子的激发态,甚至更有趣的东西)。您可以在这些相互作用中制作质子 - 抗激元对,只要所有这些都在末尾加起来即可。

简单的相互作用是击中质子的电子,您将获得电子,质子和几个新粒子,例如电子和正电子,或者是其他东西,例如正亲和阴性。大多数互动更加复杂。

对于您的最后一个问题,不,正电子不是反蛋白质。一方面,正电子被积极地充电,对抗蛋白质的充电。另一个细节是,抗蛋白质的重量是正电子的1800倍。并以不同的方式相互作用。一个正电子会实际上会绕抗蛋白绕,以制成抗溶剂原子(该原子是在实验室中产生的!)。正电子实际上是一种反电子子。

早在过去,狄拉克(Dirac)提出了反物质的存在,并且在实验证实之前,有人猜测电子和质子是彼此的抗粒子。但是它们在反粒子不应差异的方式上有所不同,后来发现单独的粒子正电子和抗蛋白质确认了狄拉克的原始模型。

汤姆

(发表于2007年10月22日)

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