反物質是數學上的推導,還是真實存在的物質?

2020-12-07 科學認識論

其實很對物理術語只是數學上的形式,並不對應客觀的存在。當然反物質不僅是數學上的推導,也是真實存在的!只不過確實難以實物粒子來證明而已。

其實如果我們仔細想想就會發現現在很多物理實體早已經不局限於「看得見摸得著」的東西了,因為我們的感官根本無法看到和發現這些物質,因此我們只利用一些實驗現象來證明其存在。

反物質的提出

反物質的概念最早是由狄拉克提出的,其歷史背景是因為量子力學解決了很多低能下的非相對論性的系統問題,但是卻不適用於高能的相對論性粒子或系統。

狄拉克

為了把量子力學推廣到相對論性量子力學,他提出了「狄拉克海」這個概念,認為宇宙中充滿了電子,和海洋一樣,但是某些電子可能由於某些原因被激發出海平面,這樣這個電子原來的位置就留下一個空穴。這個空穴相對於充滿電子的空穴來說,就是帶正電的粒子。

當然以現在的角度來說反物質的存在時空對稱性的要求,狄拉克的解釋自然不對。

反物質的發現

反物質第一次被證明是在1932年安德森發現的,他讓宇宙射線通過強磁場,當它拍下粒子軌跡圖,並試圖通過相關數據分析時發現徑跡和負電子有同樣的偏轉度,卻又具相反的方向。

這一現象很是奇特,單從軌跡來看這是帶正電的粒子,但從曲率看又不可能是質子,所以他最終認為這就是帶正電的電子!

反物質的產生與難點

反物質在現實生活中自然不可能隨便產生,只是在尺度很小的真空中,會快速產生並快速湮滅。人類很難捕捉到真空中的正反粒子對的生成與湮滅。畢竟它們所在的尺度太小了,存在的時間太短了。但在粒子對撞機中卻很好產生,但不得不說的是關於反物質的相關理論學說並不是完善的例如在宇宙中就無法發現反物質等等。

相關焦點

  • 反物質、暗物質、負物質,都是什麼鬼?
    emm,蟲洞嘛,要來個太陽質量的負物質,倒也能撐開一個一公裡大小的蟲洞了。好吧,這胡言亂語都是些啥啊?反物質?暗物質?負物質?都是些什麼鬼?為了跟人吹牛不被當小白,咱還是講講清楚,這些到底是什麼意思。反物質量子力學大宗師玻爾有三個最得意的徒弟,泡利,海森堡,還有狄拉克。狄拉克是個比較害羞的男孩,但是數學能力是槓槓的。1928年,他把相對論引入到了薛丁格方程,於是就得到了狄拉克方程。
  • 為什麼物質在反物質上持續存在?
    本文來自:百度知道日報新的結果顯示中微子和反中微子行為的不同,這可能有助於解釋為什麼宇宙中存在如此多的物質。8月7日由倫敦帝國理工學院的國際科學家團隊宣布的結果表明:物質和反物質的行為可能存在差異。科學家們的T2K合作研究了中微子和反物質的性質,反中微子。中微子是構成我們宇宙的基本粒子,也是最不了解的。
  • 追蹤反物質發現史,反物質究竟是什麼?以及反世界存在的可能性
    數學解和物理解的關係反物質預言與發現的科學史反物質粒子的性質如果粒子和反粒子彼此靠近會發生什麼?反物質世界存在的可能性結論——反物質能否被我們利用?正負數學解和物理解物理和數學是很好的朋友。物理依賴於數學來表達物理定律,而數學依賴於物理的大部分內容。
  • 反物質是什麼?反物質做成的「我」與真實的我握手,會發生什麼?
    反物質是普通物質的鏡像物質,然而反物質有著和物質相反的電荷。
  • 反物質究竟存在嗎?
    今天聊一聊「反物質」,強調一下可不是「暗物質」,別搞混了,好了還是先一句話說結論,反物質)存在,但是現在能獲得的都是人為製造的,我們知道原子是組成物質的基本粒子,統它的電子組成,它有原子核和圍繞它的電子組成,它的電子組成,原子核呢又是由質子和中子組成,正常情況下電子帶負電。
  • 到底什麼是反物質?為什麼要研究反物質?
    狄拉克提出了一個描述電子運動的數學方程式,即狄拉克方程。這是一個既具有量子力學特徵,又滿足狹義相對論要求的方程。在方程中,和電子共同存在的還有另一種粒子。它並不是傳統帶負電荷的電子,而是奇怪的帶著正電荷的電子——也就是電子的反粒子。
  • 1克反物質的威力有多大?什麼是反物質?為什麼威力這麼大?
    1克反物質的威力差不多是4.26萬噸左右的TNT炸彈的威力,雖然反物質能源的威懾力還是挺大的,但是在所有的核能當中,反物質能源的威力不足掛齒。在科學家研究反物質能源的時候做的一個實驗是讓正物質和反物質相互碰撞然後產生了巨大的威力,但是反物質越多所產生的威懾力就越大,反物質能源在科學家那裡基本上不值一提。
  • 反物質是什麼?可不可能存在由反物質構成的相反世界?
    雖然反物質與正物質有著不同的性質,但反物質依舊是具有質量的,正常物質具有的屬性反物質同樣也具備,只是反物質是正物質的鏡像罷了。1928年物理學家狄拉克首次從理論中預言了正電子的存在,正電子就是電子的反物質,正電子帶正電(後來安德森確實也發現了)。
  • 反物質究竟是什麼?在「事件視界」之外的存在不只有物質
    在太空中,會有大量的光「轟擊」具有巨型磁場的黑洞,同時產生出物質與反物質。奇怪的是,反粒子轉瞬即逝,人們看不到或捕捉不到反物質。反物質去哪兒了?這在物理學界還是一個謎。沒有準確的哲學的指導,科學就會變成「瞎子」。人們知道反物質是存在的,高科技手段卻「找不到」,這就須要另闢蹊徑了。
  • 反物質的發現、製造和保存,我們為什麼要研究反物質?
    我們的世界是由物質所構成的,但是在宇宙之中不僅有物質,還有反物質。反物質這個名詞對於很多人來說具有濃重的科幻色彩,但這的確不是一個想像中的事物,而是真實存在的,早在1932年的時候,人類就已經確實現了反物質的存在。
  • 人類因何存在,物質與反物質的究極對抗,才造就了今天的世界
    大統一理論做過一次有趣的預言:構成通常物質大部分質量的質子能自發衰變成像反電子一樣更輕的粒子。出現這種原因可能在於在大統一能量下,夸克和反電子在本質上是相同的。質子和夸克中的能量不可能嚴格保持不變的,所以其中一個夸克能非常偶然的獲得能量,進行轉變,最後產生質子衰變,這種概率是非常非常低的,以至於要等上100萬億億億年才可能有過一次,這個時間甚至比宇宙大爆炸的年齡還要大。
  • 反物質和暗物質有什麼區別?
    > 「反物質」的存在最早可追溯於狄拉克的方程中所說的一個預言,狄拉克方程統一了量子力學、狹義相對論及電子自旋,而自旋當時還是一個很新的概念,但狄拉克沒有明確地預測新粒子的存在。這一發現也讓我們知道了世界上不光只有普通物質世界還有反物質世界,但我們肉眼無法對反物質世界進行直接的觀測。 什麼是反物質? 「反」就很容易理解,就是所有物質的反面,是一般物質的對立面,而一般物質就是構成宇宙的主要部分,並且科學實驗已經證實,反物質是一種客觀存在於宇宙內的實體。
  • 什麼是普通物質、反物質、暗物質和暗能量?
    經常關注宇宙學得朋友,肯定都看到過反物質、暗物質和暗能量,這三個物理學中的詞彙,除了這三個還有一個普通物質,它們一起構成了宇宙中以前存在、現在存在的所有物質/能量形式,其中的反物質在目前的宇宙中,據我們觀察並不存在,而暗物質、暗能量、普通物質依然充斥著宇宙空間,組成了我們當今的宇宙。
  • 宇宙存在之謎:反物質
    而狄拉克就將量子力學的薛丁格方程進行了相對論化,用洛倫茲變換進行了處理,這樣狄拉克方程,就能夠既滿足量子力學,又滿足相對論但是狄拉克方程有一個非常反直覺的問題,根據狄拉克方程去求解會發現,電子是存在負能級的,也就是說電子還存在比基態能量更低的狀態,負能級狀態。當時的科學界沒有人能夠理解,也沒有人能夠找到存在負能級的電子。
  • 反物質擁有極為可怕的能量,人類是否能製造出反物質武器?
    引言:你是否聽說過反物質?初看這個問題,相信很多人會搖頭。一方面,大家可能不知道反物質的具體含義,不知怎樣物質可被稱為反物質。另一方面,大家可能真的從未聽說也從未接觸過反物質。
  • 物質和反物質的區別:反物質具有相反電荷
    北京時間9月1日消息,據國外媒體報導,此前不管科學家進行怎樣的測試,反物質的行為就像普通物質一樣。在一項最新研究中,物理學家試圖找到物質和反物質之間的區別,令人感到困惑的是,反物質也是一種物質,但它具有相反電荷和其它差異性特徵,它們就像一個「雙面惡魔」。   然而令科學家不解的是宇宙中為什麼會物質多於反物質?其原因並不清楚。
  • 反物質那裡去了,也許根本不存在真正意義的反物質
    所謂反物質只是電性相反,或自旋相反。質量和引力一定相同,沒有反質董和反引力。斥力不能構成物質。正反物質相遇時,質量引力不會湮滅,質量不會變成能量。正反相遇又恢復原來正物質。所以反物質不存在了。更有意義的合理化解釋是反物質在額外的其他維度的空間內
  • 反物質是什麼,人類是如何發現反物質的?
    1928年的一天,著名物理學家狄拉克坐在自己的椅子上,翹著二郎腿,長舒了一口氣。他剛剛完成了一項偉大的工作,把量子力學領域的薛丁格方程和宇宙量級上的相對論進行了結合,提出了屬於他的狄拉克方程。舉個例子:在赤道上,地球的自轉線速度是1670km/h,如果你在赤道上向正東方向以30公裡的時速前進,按照宏觀世界物體的速度變換公式(伽利略變換),那就是1700km/h。這是沒問題的。但如果你在一個0.8倍光速的車上以0.3倍光速向前走,然後還是按照這個方式計算,豈不是1.1倍光速了?
  • 科學家提出了反物質的存在,那麼在宇宙的另一邊,存在反宇宙嗎?
    科學家提出了反物質的存在,那麼在宇宙的另一邊,存在反宇宙嗎?相信大家或多或少都接觸過反物質這個詞,在某些科幻電影裡面,我們看到了他毀天滅地的能力,在很多的物理學猜測過程中它是宇宙當中產生的一個最基本的存在。
  • 反物質和暗物質到底是啥玩意,它們真的存在於我們的世界嗎?
    反物質與正物質湮滅是同質量進行的,因此1克反物質與1克正物質湮滅的能量就是180萬億焦耳。反物質在我們世界存在十分稀少,所以才能夠讓我們這個世界穩定。否則豈不隨時都湮滅了?再來說說暗物質。現在我們的世界是正物質世界,雖然到處都有極微量的反物質出現,這些都是粒子級的,對我們世界沒有什麼影響。但也有理論認為,在宇宙某個角落,存在著反物質世界,當正反物質世界遇到一起時,就是末日,會湮滅得一點殘渣也不留。