反粒子與我們所熟知的粒子有著怎樣的不同呢? 我們身邊的物質由原子組成, 原子又由電子和原子核組成,原子核又由質子和中子組成。質子和中子則各由三個被稱為“夸克”的粒子組成??淇撕碗娮油瑢贅嫵晌镔|的最基本單位———基本粒子。不過現(xiàn)在有越來越多的科學家認為,物質結構在不同的能量制度上有不同的層次,最終的層次很可能不存在,所以“基本粒子”的提法未必正確。加速器是將粒子加速至高能狀態(tài)使其碰撞,以深入研究微觀世界的裝置。高能粒子碰撞會導致產生新的粒子,同時產生對應的反粒子。比如質子帶正電荷,電子具負電荷;反電子(正電子)帶正電荷。由反粒子組成的物質為“反物質”。氫原子是由一個質子和一個電子組成的, 而反氫原子則是由一個反質子和一個正電子組成。自然界的物質都是由粒子構成,這個事實表明,至少在我們的銀河系以及鄰近的宇宙天體也都是由粒子構成。粒子與反粒子理應成對存在, 然而在我們的宇宙中為什么不存在反粒子呢? 要解開這個謎,不可避免地回溯至宇宙誕生的時刻。宇宙誕生與反粒子之謎在現(xiàn)代宇宙理論中, 宇宙是從“虛無”狀態(tài)誕生的,隨即經歷了急速膨脹, 形成一個超高溫的火球———“大爆炸宇宙”。 大爆炸宇宙充滿極高能量。在這種高能狀態(tài)下,可能產生了大量大質量粒子, 此后隨著宇宙的膨脹, 在溫度下降的過程中, 這類大質量粒子崩解成為質量較小的粒子, 在這時候生成了粒子和反粒子。如果這時粒子與反粒子生產的數(shù)量相同,那么隨著宇宙空間溫度下降,粒子和反粒子就會相遇并湮沒,同時釋放出X射線,介子和光,以及極大的能量。情況果真如此,最終宇宙中就不會存在粒子和反粒子, 銀河系和地球當然也就不會存在了。然而,當這類質量相當大的粒子崩解時, 極微弱的粒子與反粒子的平衡會被打破,比如從比例上來說,對應1 億個反粒子,生成的粒子數(shù)是1 億個加1個,很快,1億個粒子與1億個反粒子相遇湮沒,留下1個粒子,于是剩余的粒子聚集成為物質,進而形成了充滿宇宙的星系和各種天體。反粒子與我們所熟知的粒子有著怎樣的不同呢? 我們身邊的物質由原子組成, 原子又由電子和原子核組成,原子核又由質子和中子組成。質子和中子則各由三個被稱為“夸克”的粒子組成??淇撕碗娮油瑢贅嫵晌镔|的最基本單位———基本粒子。不過現(xiàn)在有越來越多的科學家認為,物質結構在不同的能量制度上有不同的層次,最終的層次很可能不存在,所以“基本粒子”的提法未必正確。加速器是將粒子加速至高能狀態(tài)使其碰撞,以深入研究微觀世界的裝置。高能粒子碰撞會導致產生新的粒子,同時產生對應的反粒子。比如質子帶正電荷,電子具負電荷;反電子(正電子)帶正電荷。由反粒子組成的物質為“反物質”。氫原子是由一個質子和一個電子組成的, 而反氫原子則是由一個反質子和一個正電子組成。自然界的物質都是由粒子構成,這個事實表明,至少在我們的銀河系以及鄰近的宇宙天體也都是由粒子構成。粒子與反粒子理應成對存在, 然而在我們的宇宙中為什么不存在反粒子呢? 要解開這個謎,不可避免地回溯至宇宙誕生的時刻。宇宙誕生與反粒子之謎在現(xiàn)代宇宙理論中, 宇宙是從“虛無”狀態(tài)誕生的,隨即經歷了急速膨脹, 形成一個超高溫的火球———“大爆炸宇宙”。 大爆炸宇宙充滿極高能量。在這種高能狀態(tài)下,可能產生了大量大質量粒子, 此后隨著宇宙的膨脹, 在溫度下降的過程中, 這類大質量粒子崩解成為質量較小的粒子, 在這時候生成了粒子和反粒子。如果這時粒子與反粒子生產的數(shù)量相同,那么隨著宇宙空間溫度下降,粒子和反粒子就會相遇并湮沒,同時釋放出X射線,介子和光,以及極大的能量。情況果真如此,最終宇宙中就不會存在粒子和反粒子, 銀河系和地球當然也就不會存在了。然而,當這類質量相當大的粒子崩解時, 極微弱的粒子與反粒子的平衡會被打破,比如從比例上來說,對應1 億個反粒子,生成的粒子數(shù)是1 億個加1個,很快,1億個粒子與1億個反粒子相遇湮沒,留下1個粒子,于是剩余的粒子聚集成為物質,進而形成了充滿宇宙的星系和各種天體。
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