听起来很神奇,所以各种科幻小说里充斥着反物质星球和反物质世界。这样,反物质的概念就出现了。当物质遇到反物质,就会湮灭,释放能量。所谓观测反物质,只是观测反物质的湮灭过程。因为反物质的特殊情况,到目前为止,人类还无法收集到宇宙中自然存在的反物质,但是科学家们想出了很多人工反物质的方法。

我们这个宇宙中的反物质都去了哪里

这是粒子物理学和宇宙学里一个非常重要的有待解决的问题,学名叫做“正反物质不对称(matter-antimatterasymmetry)”,它导致了我们的宇宙“重子不对称(Baryonasymmetry)”,也就是物质比反物质多,一切星球都是物质组成的。基本粒子有一种分立对称性,即物理系统在三种反演的情况下保持不变。

空间反演不变性也称为宇称守恒,简称P(对应自旋1/2粒子的左旋和右旋之间反演),还有时间反演不变性,简称T,最后一个是荷反演不变性,就是物质变成反物质,或者反过来,简称C。所以物质比反物质多,一定是某些过程破坏了荷反演不变性,即C不守恒。在已知的四种基本相互作用里,引力,电磁力,强力三种都同时符合宇称守恒,时间反演不变性,以及荷反演不变性。

也就是说,通过这三种相互作用不会导致物质比反物质多。而第四种相互作用,也是发现最晚的弱相互作用,只有它会导致C不守恒的。首先因为弱相互作用宇称不守恒(P不守恒,即弱相互作用只作用于左旋的物质粒子和右旋的反物质粒子),这正是杨振宁和李政道最早提出的原理,很快由吴健雄团队发现。杨振宁和李政道通过此发现获得1956年诺贝尔物理学奖。

基本粒子有一个严格的CPT定理,即基本粒子只要符合量子力学和狭义相对论基本原理,它同时进行宇称(P),时间反演(T),荷反演(C)时必须不变,也就是CPT必须联合守恒。那么弱相互作用P不守恒,剩下的C和T至少有一个不守恒。20世纪60年代在CERN的对撞机上直接观察到了弱相互作用的CP联合不守恒,这个实验获得了1980年诺贝尔物理学奖。

人死后是不是到了反物质世界?

这个问题问的,物质不灭,人死了以后,组成身体的各种物质会转化成尘土重归自然,在世间不断循环,还是存在于物质世界。而人的意识则在死亡后消失,有人说变成所谓的灵魂,灵魂这就太玄了,不在科学的范畴了,更不用提反物质了。反物质是的概念在上世纪三十年代出现的,当时狄拉克提出了狄拉克方程,并推论出一种和电子共同存在的粒子:带着正电荷的电子,这就是电子的反粒子,正电子。

而实验物理学家们则很快在云室中就观测确认了正电子的存在。这样反物质的概念就出现了,当物质和反物质相遇就会湮灭,而释放能量。听起来很神奇,于是各种科幻小说中就充斥了反物质星球和反物质世界。在我们的宇宙中,各种天体都是由物质组成的,各种动植物包括人体也是物质组成。而宇宙中的反物质很少,这个事情本身就很奇怪。

反物质到底存不存在,人工制造出反物质会毁灭世界吗?

这个问题已经说过很多次了,既然朋友们还想了解,就简明扼要再说一遍。反物质肯定存在自从1928年英国物理学家狄拉克首次预言,并从理论上论证了反电子的存在以后,反物质就成为了世界科学家研究的对象;1933年,美国物理学家安德逊在实验室中发现和证实了正电子的存在,我们世界所有物质都是由原子组成,而原子的核外电子都是带负电,因此正电子就是反物质粒子;1955年,英国物理学家又用人工方法获得了带负电的反质子。

一切物质都是由原子构成的,原子和亚原子水平的反粒子的发现意味着这个世界上一定存在反物质。后来,科学家发现所有的粒子都有反粒子,以至于没有反粒子的粒子成了科学家们试图发现的对象。科学家们已经寻找了80年,到目前为止,还没有发现任何没有反粒子的粒子,只有一种粒子同时具有正负粒子,即它的反粒子就是它自己。


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