反物質

  • 反物質由反粒子組成,反粒子帶有與正常粒子相反的電荷。
  • 狄拉克方程式預言了具有負能量的粒子的存在,從而產生了反粒子的概念。
  • 反物質在醫學上有用途,尤其是正子斷層掃描。
  • 其能源生產潛力巨大,但其儲存是當前的挑戰。

物質與反物質的碰撞

當你聽到這個詞 反物質 好像是一部電影的典型作品。 但是,這是完全真實的東西,我們甚至會在體內釋放它。 反物質對科學已經變得非常重要,因為它有助於我們了解宇宙的許多方面,其形成和演化。 另外,它解釋了現實中發生的許多現象。

您是否想知道什麼是反物質,為什麼它如此重要? 在這裡,我們向您解釋一切。

什麼是反物質

反物質粒子

反物質源於那些巨大的方程式之一,這些方程式的語言只有偉大的物理學家和數學家才能理解。 這些方程似乎是錯誤的,通常,經過如此多的方程後,有些錯誤是正常的。 然而, 這是完全正確的,反物質是真實的。

它是由所謂的反粒子組成的物質。 這些粒子與我們所知道的相同,但帶有完全相反的電荷。 例如, 電荷為負的電子的反粒子是正電子。 它是具有相同組成但帶正電荷的相等元素。 這就是這麼簡單,任何想使其變得更複雜的人都是錯誤的。

這些顆粒和反顆粒物質成對出現。 當兩者碰撞時,它們會相互消滅並完全消失。 在這種碰撞的結果下,形成了閃光。 中微子等不帶電荷的粒子本身被認為是其自身的反粒子。

有一些理論以“馬約拉那”的名義想到這些粒子,因此暗物質粒子也可能是馬約拉那粒子, 也就是說,它們本身同時是它們的反粒子和粒子。 如果你想更深入地研究這個主題,你可以看看同樣相關的大爆炸理論。

狄拉克方程

什麼是反物質

正如我們已經討論過的,反物質源於數學研究和冗長的物理方程式。 物理學家保羅·狄拉克(Paul Dirac)在1930年研究了所有這一切。他試圖將最重要的物理流統一在一個之中:相對論和量子力學。 結合在一個單一理論框架中的這兩種潮流可以極大地幫助人們理解宇宙。 這一概念與 大爆炸理論 以及物質是如何起源的。

今天我們稱之為狄拉克方程式。這是一個相當簡單的方程,但它讓當時的所有科學家都不知所措。這個方程式預測了一些看似不可能的事情:具有負能量的粒子。狄拉克方程式指出粒子的能量可以低於靜止粒子的能量。 也就是說,他們可能比完全不執行任何操作時所擁有的能量更少。 物理學家很難理解這一說法。 如果您不再自己做任何事情,怎麼能比沒有做任何事情時擁有更少的精力呢?

由此可以發現顆粒具有負能量。 所有這些都觸發了一個現實,其中存在著大量的具有負能量且未被物理學發現的粒子。 當普通粒子從較低的能級躍遷到較高的能級時,它在來自較低能級的位置留下了間隙。 現在,如果粒子帶有負電荷,則該空穴可能具有帶負電荷的空穴,或者同樣是具有正電荷的空穴,即正電子。 這就是反粒子概念的誕生。

反物質在哪裡發現?

反物質的特徵

要檢測的第一個反物質粒子是使用雲室從宇宙射線中提取的粒子。 這些攝像機用於檢測粒子,它們散發的氣體會在粒子通過後產生電離,因此您可以知道它們的路徑。 科學家卡爾·安德森(Carl D. Anderson)能夠利用磁場, 當粒子通過腔室時,路徑將彎曲以帶走其電荷。 以這種方式,實現了粒子到達一側而反粒子到達另一側。

後來,反質子和反中子被發現,從此,發現的數量不斷增加。反物質正變得越來越為人所知。我們的星球不斷受到宇宙射線中的反粒子的轟擊。最接近我們的事物對我們影響最大。

可以說,由於身體的組成,我們自己會散發出反物質。 例如,如果我們吃一根香蕉,由於-40鉀的分解, 每75分鐘將形成一個正電子。 這意味著,如果在我們體內發現-40鉀,那麼我們本身就是抗微粒子的來源。

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有什麼用

反物質

當然,您會說知道有反物質有什麼用。 好吧,多虧了她,我們在醫學領域有了許多進步。 例如, 它被廣泛用於正電子發射斷層掃描。 這些粒子用於產生一些人體的高解析度影像。這些影像對於檢查腫瘤是否擴散或發展程度非常有用。反質子在治療癌症的應用也正在研究中,這與 卡爾達肖夫尺度與技術發展 在醫學上。

將來,反物質可能會成為能源生產中有希望的元素。 當物質和反物質ni滅時,它們以光的形式留下一種良好的能量形式。 僅一克反物質就能釋放出相當於核彈的能量。 太棒了

如今,利用反物質獲取能量的問題在於其儲存。 這是我們遠遠沒有解決的問題。 每克反物質 它將需要約25.000萬億千瓦時的能源。

它也解釋了我們為什麼存在。最初,根據大爆炸理論,物質和反物質的起源一定是透過完全對稱的模式發生的。如果真是這樣的話,我們現在已經消失了。因此,每個反物質至少會多出一個物質粒子。

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我希望這些信息能澄清您對反物質的懷疑。