反物质是什么(反物质是什么梗)

1928年的一天,著名物理学家狄拉克坐在自己的椅子上,翘着二郎腿,长舒了一口气。

1928年的一天,著名物理学家狄拉克坐在自己的椅子上,翘着二郎腿,长舒了一口气。他刚刚完成了一项伟大的工作,把量子力学领域的薛定谔方程和宇宙量级上的相对论进行了结合,提出了属于他的狄拉克方程。

反物质是什么,人类是如何发现反物质的?

薛定谔方程,是用来描述微观粒子运动的。可是,这个方程也有一个问题,他在计算粒子速度的时候,使用的是正常世界的公式。而在微观世界,粒子都是以接近光速的速度运动着,用宏观世界的公式就显得不合适了,而是要考虑到相对论的效应才可以。

那么,相对论是什么效应呢?


相对论告诉我们:物体的移动是不能超过光速的。举个例子:在赤道上,地球的自转线速度是1670km/h,如果你在赤道上向正东方向以30公里的时速前进,按照宏观世界物体的速度变换公式(伽利略变换),那就是1700km/h。这是没问题的。但如果你在一个0.8倍光速的车上以0.3倍光速向前走,然后还是按照这个方式计算,岂不是1.1倍光速了?

实际上,在接近光速的级别时,我们需要运用另一种速度叠加公式(洛伦兹变换)来计算,那就是:

反物质是什么,人类是如何发现反物质的?

如果你愿意试一下的话,就会发现,当两个叠加的速度都很小时,分母几乎等于1,这个公式和伽利略变换就没什么区别;而当它们接近光速乃至等于光速的时候,计算结果也永远无法超过光速。


于是,狄拉克就把这个变换公式运用到薛定谔方程(当然,其实这里还有其他很复杂的计算和理论,咱们简单地理解一下就够了),从而推导出这个让他满意、让其他人都惊叹不已的狄拉克方程(方程很复杂,我们就不引用了)。

就在狄拉克沾沾自喜的时候,其他科学家提出了疑问:不对啊,你这个方程,搞出了负能级的电子,这是咋回事?

反物质是什么,人类是如何发现反物质的?

好吧,咱们又得跳戏了,讲一讲什么叫负能级。

这个就容易解释一些了,就是说一个原子在正常状态下,电子安稳地围绕原子核旋转,这个状态叫做基态。可是,如果有外界给这个原子施加能量,电子吸收了能量,就跟打了鸡血一样,开始“上蹿下跳”。借用网上的一个比喻,基态下的电子,就相当于一辆车的空档,被激发的电子则像挂了1挡、2挡、乃至5挡一样,嗖嗖跑。

而狄拉克方程告诉我们,电子还有负能级,相当于一辆车还有负挡。当然,这个“负挡”和倒挡还不太一样,而是说电子已经违背常理了。

反物质是什么,人类是如何发现反物质的?

狄拉克把翘着的二郎腿放下来,陷入了深深的思考之中。他提出了一个想法,说负能级的确有,但是已经被电子填满(泡利不相容原理,反正这个理论是错的,不用深入了解),所以我们观察不到。这些负能级电子就像淹没在海洋里了一样,故而提出了迪拉克之海的概念。

这个概念本来就很牵强,就像爱因斯坦提出的宇宙常数一样。很快,海森堡、泡利等人就提出了质疑。最终,狄拉克承认,这个方程相当于一个预言:这些负能级的电子,实际上是带一个正电荷的电子(普通电子带一个负电荷),质量和电子相同,因此这种电子被命名为反电子。

狄拉克的预言很快就被证实,美国物理学家安德森在用云室研究宇宙粒子的时候,就发现了在云室的磁场中和电子偏转方向完全相反,但是角度完全相同的粒子。学过高中物理的朋友可以看出来:偏转方向相反说明电荷相反,角度相同说明质量相同。显然,这个就是反电子。

就这样,人类第一次发现了反物质。

反物质是什么,人类是如何发现反物质的?

接下来,1955年,美国劳伦斯辐射实验室发现了反质子;1965年,美籍华裔物理学家丁肇中发现了反氘核;1995年,欧洲核子研究中心的科学家甚至合成了反氢原子。

那么,科学家为何如此执着于反物质呢?它究竟有何用处呢?我们下一期再介绍。

原创文章,作者:发布专员,如若转载,请注明出处:https://ziliaobaba.com/11666.html

赞 (0)
发布专员发布专员
上一篇 2022年1月2日 12:10
下一篇 2022年1月2日 12:15

相关推荐

  • 冬瓜丸子汤怎么做?冬瓜素丸子的家常做法

    冬瓜丸子汤‼️味道鲜香,丸子Q弹不碎‼️ 今天给家里人做了一道热腾腾的冬瓜丸子汤,汤汁鲜美,丸子Q弹,暖心暖胃,全家人都喜欢喝! 用料 冬瓜 300克 猪五花肉 300克 鸡蛋 1…

    2022年12月5日
  • 淘宝消费账单怎么查

    淘宝消费账单怎么查 一、什么是淘宝消费账单 1.1 淘宝消费账单是什么淘宝消费账单是淘宝用户在淘宝上购买商品或服务时产生的账单,记录了用户在淘宝上的消费情况。 1.2 淘宝消费账单…

    投稿 2023年7月7日
  • 绿豆粥怎么做简单又好吃?绿豆粥的简单做法

    炎热的夏季,人们都喜欢时不时熬上一锅绿豆粥,可以清热解暑,生津益气,有效赶去燥热,并能促进新陈代谢。但你知道怎样熬制绿豆汤(粥)更高效吗?有诀窍哦。 第一种方法:熬粥时,应先把豆和…

    2022年12月18日
  • 如何哄女朋友不生气?女朋友生闷气不说话

    女朋友生气了怎么哄,简单地说就是哄女人! 1:态度一定要好 男人对于女人的不开心,很多时候是手足无措的,那么这个时候我们需要做好一个倾听者,先做道歉后,再听她把她的不愉快先吐出来,…

    投稿 2021年11月15日
  • 无锡哪里好玩?无锡必去的免费景点

    1、巡塘古镇 巡塘镇,位于太湖新城境内,南邻太湖国际博览中心。据记载,巡塘古镇始建于民国二年(1913年),因为小镇坐落于古巡塘河畔,三面环水,故而得名“巡塘镇”。   …

    2022年12月1日
  • 唐山大地震发生在哪一年(唐山大地震发生在哪一年哪一月哪一日)

    来源:中央广播电视总台中国之声△地震后的唐山1976年7月28日凌晨3点42分,河北省唐山市发生7.8级强烈地震,仅仅23秒的时间,百年工业城市几乎被夷为平地。三年后正式发布的数据显示,唐山大地震总共造成242769人死亡,约7200个家庭一夜间消失,4200多名孩子

    2022年1月3日
  • 头发少烫什么发型?发量少的烫发发型

    能够接受短发当然更好,接受不了长发烫好了也很好看。下面给大家分享三种适合发量少、发质细软女士适合的发型。 第一种:剪短烫卷 发量少建议剪短发,发质粗硬弹性大,可能不需要烫发就能获得…

    2022年11月10日
  • 怎样炸肉丸子好吃?正宗炸肉丸子的做法窍门

    随着春节脚步的越来越近,要开始准备年货了,除了买买买,还有一个很重要的事情就是炸丸子,毕竟有了炸丸子,才算圆圆满满。今天来分享炸丸子的家常做法,做出来的丸子香酥又美味,来看看吧! …

    2022年12月17日
  • 实体店女装怎么做?经营时装店

    服装行业曾经都是靠天吃饭,也会有旺季淡季之分,那么作为服装店店主的你应该怎样面对呢?就算是淡季来了也不能懈怠,我们应该去面对这样的事实,并且我们可以想办法改变! 今天小编来分享10…

    2022年11月7日
  • 网页图片显示x是怎么回事?网页打开图片显示x

    在运行的项目中发现,某些图片上传后,在线查看图片时,图片处显示X不显示,排查后发现是由于特殊符号问题,需要进行处理。 正常图片中可能包含中文需要进行编码处理: java.net.U…

    投稿 2022年11月26日