新实验证实，反物质没什么问题

<正>物理学家认为这是一个好消息：相反的结果将会产生重大影响。反物质刚刚失去了一点魅力物理学家知道,对于自然界中的每一种基本粒子,都存在一种反粒子——一个具有相同质量和自旋,但带有相等且相反电荷的“邪恶孪生体”。当这些孪生粒子对相遇时,它们会相互湮灭,在接触时释放一道能量闪光。在科幻小说中,反粒子能为曲速引擎提供动力。一些物理学家已经在推测,反粒子正在被引力排斥,甚至在时间中穿越旅行。     

反物质的世界

自然界的每一种粒子在奇妙的镜面世界中，均有一个反物质的伴侣，当两者相遇时，它们会以辐射形式而湮没，物理学家们通过实验已创造出反粒子、甚至已制造出反物质原子。当人们问20世纪最惊人的发现是什么时，很少有人怀疑是德国量子物理学家W·海森堡（WernerHei－senberg）发现的测不准原理。按照他的意见，在本世纪30年代自从预测和发现了反物质，它像魔镜一样已在宇宙中出现。由此我们能看到反物质粒子，每一种均对应了物质世界中的一种粒子，但是许多性质相反或相对映。那么进一步情况会是什么？如果物质粒子接近或碰到其“对映物”…     

什么是反物质

反物质就是由反粒子组成的物质。所有的粒子都有反粒子,这些反粒子的特点是其质量、寿命、自旋,同位旋与相应的粒子相同,但电荷、重子数、轻子数,奇异数等量子数与之相反。例如,氢原子由一个带负电的电子和一个带正电的质子构成,反氢原子则与它正好相反,由一个带正电的电子和一     

地球引力场排斥反物质

1928年,英国著名物理学家狄拉克提出了相对论量子力学方程,预言了电子的反粒子——正电子的存在。1932年,美国物理学家安德逊发现了正电子。1955年发现了反质子。这些发现给出了反物质存在的确实证据。此外,理论还指出,反物质单独存在时和正物质同样稳定。人们知道,我们现在已知的宇宙都是由正物质构成的。因此,在发现反物质以前,人们熟悉的是关于正物质的物理学。反物质发现后,人们自然地提出了反物质引力性质的问题,并且从1957年就开     

反物质与反物质能

基于传统物理学法则,构成世界的每一个基本粒子都具有相应的反粒子.普通原子是由一个原子核及围绕在原子核周围轨道上的若干电子所组成的.反物质具有类似的基本结构,但却是由反粒子组成的.因此,理论上,正常物质与反常物质同时并存.本世纪20年代末Paul Dirac为协调量子力学和狭义相对论而推导出的电子方程式有两个解,并由此预言反物质的存在.1932年发现正电子,1955年发现反质子,1996年合成反氢原子,1997年观测到银河中心附近由反物质形成的粒子云.反物质释放的能量较之核能大十倍以上,而且将是一种洁净能源.反物质能源是否能实现?这是众所关心的.     

神秘的γ射线会来源于宇宙弦吗？

来自银河系核球的γ射线行一个明显的511kcV的能量，这说明该射线是由电子和其反物质配偶正电子互相湮灭产生的。但这些正电子来自何处呢？曾有人提出种种正电子源的候选，包括超新星、黑洞、中子星和低质量的暗物质粒子与其反粒子的湮灭。但美国弦论学家Tanmay Vachaspati却认为超导宇宙弦是正电子的源泉。     

~(22)Na的正电子湮没与D、L、亮氨酸不对称作用的研究

为什么蛋白质仅由L氨基酸构成,这个问题至今困扰着科学家。1957年发现,弱核力不保持宇称。受弱作用力支配的最熟悉的效应是放射性衰变中β射线的产生。β射线实际上是高能电子或它们的反物质正电子。这些粒子有着固有的自旋,因此当它们沿自旋轴方向移动,或者逆自旋轴方向移动时,被     

反物质的任务

在我们这个宇宙的小小角落里，没有人看到过反物质星系或反物质星体。但并不是说在遥远的地方它们不存在。事实上可能它们组成了半个宇宙。几个想寻觅新境的物理学家认为现在是查清它们的时候了。美国航空航天局出于自身的理由，对此表示支持。1984年秋，M·塞拉蒙（M·Salamon）和S·艾伦（S·Ahlen）用低预算的传统方法寻找字宙中的反物质。当时，塞拉蒙在加州大学伯克莱分校，艾伦在印地安那大学工作。他们用过去剩余下来的部分实验经费，装置了一台由一块超导磁体和一些精致的电子器件组成的反物质检测器。他们把这个奇妙的装置安上…     

透过镜子看一个颠倒的世界──物理学家为何钟情于反物质研究

物理学家为何钟情于反物质研究── 物理学家正在布置陷阱以捕获反氢,这个反物质的镜像世界中最简单的元素。亚历山大·海利曼斯（Ａｌｅｘ－ａｎｄｅｒＨｅｌｌｅｍａｎｓ）认为他们的研究成果将会改变我们对基本粒子以及基本作用力的看法。 ＣＥＲＮ（欧洲核子中心）是世界上最领先的高能物理实验室之一,在它的一个角落里,一扇通向反物质世界的大门即将开启。在日内瓦附近的ＣＥＲＮ,大约有１５０名物理学家正在尖端的静电阱、磁铁以及高精度激光的帮助下试图捕获反原子,并且他们还首次把反原子问题提交到科学的议事日程上来了。他们…     

乘反物质飞船去冥王星

早在30年代,著名物理学家狄拉克据理论计算,预言宇宙中存在一种反电子,不久,人们陆续在宇宙射线中找到了反电子和反质子,全世界为之轰动,反物质的思想自此确立。它们与物质有一种镜像关系,此为何意?例如人的面容基本对称,镜中的你与真实的你很难分出差异,若你的眼左大右小,此时镜像中却是左小右大。那么这在粒子世界     

正负电子组成的分子问世了

据2007年9月15日Science News报道:美国两位物理学家首次制成由电子和正电子组成的分子。在此基础上进一步提高技术有可能将反物质凝聚为液态或固态,甚至可用于产生γ-射线激光。科学家们将反质子和正电子组成反氢原子,十多年前就做到了。反氢原子独处时和氢原子一样是稳定的,但却很     

物质-反物质:开辟化学新领域

一些物理学家发现,堙灭并非是物质一反物质结合的全部。最近,在理论研究和实验的最前沿,出现了惊人的新闻,即它们能以某种方式共存,从而为我们开辟了一个意想不到的科学新领域--一种全新的化学。实际上,反物质出于保罗·狄拉克(Paul Dirac)的预言(1928年),4年后为人们所发现。但直至今天,其性质还未彻底被发掘出来。在物质-反物质的联合中,烟灭并非是其唯一的结果。 为何有的煙灭如此     

名词解释

CP破坏P是空间反演算符,代表左右间的变换;C是电荷共轭算符,代表粒子反粒子间的变换.CP守恒就是将左变为右,右变为左,同时将粒子变为反粒子,反粒子变为粒子,运动规律不变.所谓CP破坏,就是指CP守恒律的破坏.李政道、杨振宁、吴健雄在1956～1957年曾发现,弱作用过程中P守恒(即宇称守恒)会被破坏,但一般地说CP守恒是成立的.八年以后,人们又发现了在中性K介子的蜕变过程中有CP破坏的现象,不过这种破坏比较微小,只有约千分之几.     

击破原子

物理学家在对自然界奥秘的穷极究竟的探索中,已经发现了一百余种次原子粒子,它们是否已经发现了最终的粒子呢?     

中微子质量起源与宇宙的原初反物质消失之谜

<正>粒子物理学的标准模型建立于20世纪60～70年代,它在随后的半个多世纪经受住了无数次科学实验的检验,成为人类描述与理解各种强、弱和电磁相互作用现象最成功的理论工具.但是该模型也存在一些缺陷,比如它刻意回避了中微子质量及其起源的问题,也无法解答为什么可观测宇宙中不存在原初反物质但却存在大量暗物质的问题.在宇宙大爆炸之初所产生的反物质何以随着宇宙的膨胀和冷却而神秘地消失,以及其背后的动力学是否与中微子的质量起源机制存在某种关联,这是当今粒子物理学和宇宙学界普遍关心并深入探索的重大课题.理论研究表明,解释中微子质量起源之谜的"跷跷板"(seesaw)机制^[1]与解释宇宙原初反物质消失之谜的轻子生成(leptogenesis)机制^[2]可能是问题背后的答案.而连接这两个机制的桥梁就是超重的"惰性"马约拉纳(Majorana)中微子^[3]:它们在宇宙早期神秘地产生,与已知的"活性"中微子通过极其微弱的汤川(Yukawa)相互作用建立关联;它们的衰变则导致了宇宙的轻子与反轻子不对称,后者部分转化成宇宙的重子与反重子...     

全息术在高能物理中的应用

粒子物理是探索亚原子粒子性质的一个研究分支。它对技术的要求是,不论把质子和电子加速至高能,使其和物质碰撞产生新粒子的装置,还是检测并识别碰撞碎片的仪器,都应锐意求精,不断改进。在这种无休止的探索过程中,最近刚开始探索的一个新领域是全息术——用激光形成三维图像。科研人员希望利用全息术代替一般照相,记录高能粒子轨迹,研究寿命不到万亿分之一秒的神奇粒子,从而揭开高能物理方面某些不解之谜。那么,这些只能瞬间存在的粒子有什么引人入胜之处呢?它们存在的时间既然如此短促,物理学家又如何进行观察呢?     

大型强子对撞机的一次重大维护升级

<正>在阿尔卑斯山脉的地下深处，科学家们几乎无法抑制他们的兴奋之情。他们交头接耳，谈论着那些将彻底改变我们对于宇宙之认识的发现。“自从成为粒子物理学家以来，我一直在寻找第五种力，”山姆·哈珀博士（Sam Harper）说，“也许就是今年了。”在过去的20年里，山姆一直在试图寻找第五种自然力存在的证据，此前，物理学家们已经发现了四种自然力：引力、电磁力和两种核力。他把希望寄托在大型强子对撞机的重大维护升级上。这是世界上最先进的粒子加速器——这台巨大的机器通过使原子相互撞击将它们粉碎，以探究它们内部有什么。     

宇宙起源的新假说——线绳理论

几年前,当粒子物理学家把他们的统一场论用到“大爆炸”假说上时,引出了一些对宇宙早期模式相当奇怪的见解。有些物理学家推测,“大爆炸”造成了许许多多的磁单极子,至今它们可能仍在宇宙中游荡;有些物理学家则依靠大量的微黑洞来解释“大爆炸”后的状态;也有一些物理学家大谈由夸克和胶子构成的“宇宙汤”;另有一些物理学家惊呼,我们的宇宙可能只是一个单泡,它被包容在更加巨大的、处于无限变化的其他宇宙泡中。现在又出现了一种新假说:宇宙中有许多“线绳”。“线绳理论”的创始人之一是图夫茨大学的亚历克斯·维莱金。据他的解释,“大爆炸”产生的力可     

捕捉WIMP

捕捉ＷＩＭＰＤ·Ｇｏｌｄｓｍｉｔｈ著何常译许多宇宙学家认为，宇宙主要由不可见粒子所组成，它们同我们所看得见的万物几乎完全没有相互作用。现在物理学家正在设法寻找这些难以捉摸的粒子。６个粒子物理学家小组急切地为追踪按宇宙学思路得出的一个最奇异的设想，已着...     

检验超弦理论的一项实验

一些物理学家认为超弦理论最有希望产生统一自然界四种力的“终极理论”,而超弦理论的核心问题是要引进11维时空,其中7个空间维卷缩得非常小,以致很难将它们探测出来.但若这些额外的维数确实存在,一些物理学家预期当与我们已知粒子有关连的波动状力场传播进此额外维数时,就会引发出被称为卡鲁札-克莱因(Kaluza-Klein,简称K-K)的极大质量的粒子,其表现形式为由波动产生的类似于粒子行为的共振现象.