反物質是怎麼回事,反物質有什麼作用?

2022-12-03 13:36:19 字數 5031 閱讀 2849

1樓:宇宙大**

反物質和我們已知宇宙的中所有物質的電子、質子相比較,電量相等但電性相反。當反物質和正物質相遇後會怎樣?他們會毀滅對方,兩個粒子會消失,他們的質量會完全轉化,成為某種高能的作用力攜帶粒子,比如光子或膠子。

我們把這一個過程叫做「湮滅」。

2樓:qq月光妖精

反物質就是由反粒子組成的物質。所有的粒子都有反粒子,這些反粒子的特點是其質量、壽命、自旋、同位旋與相應的粒子相同,但電荷、重子數、輕子數、奇異數等量子數與之相反。

例如,氫原子由一個帶負電的電子和一個帶正電的質子構成,反氫原子則與它正好相反,由一個帶正電的正電子和一個帶負電的反質子構成。物質和反物質相遇後會湮滅,釋放出大量能量。

科學家認為,製造出大量反氫原子,有助於驗證cpt守恆假設的正確性和宇宙標準模型的普適性。如果發現反氫原子與氫原子在物理規律上並不完全對等,將給物理學和宇宙學的一些基礎問題帶來非常重要的新啟發。例如宇宙大**理論認為,宇宙誕生時,從虛無中產生了相等數量的物質和反物質。

但人們觀察到的宇宙中,物質顯然佔絕對的主導地位。對反氫原子的研究,可能有助於解開這個疑點

3樓:匿名使用者

反物質是物質的映象。物質由原子組成,原子又由質子、中子和電子組成。質子帶正電,電子帶負電,中子不帶電而有一定的磁性。

所謂物質的映象,就是還有一種質子帶有負電,叫反質子;還有一種電子帶正電,叫反電子;也還有一種磁性正好與前面所說的中子相反的中子。這些統稱為反物質。

反物質和物質水火不相容,一旦相遇,就相互吸引、碰撞而全部轉化為光。一克反物質與一克物質碰撞而湮滅時釋放出的能量,相當於當今世界上最大的水電站 12 個小時發出的能量總和。

通常物質中沒有發現過反物質,即使在實驗條件下,反質子也一瞬即逝。如果要獲得一克反物質,不僅技術難度大,而且至少要花 10 億美元的費用;目前的儲藏、運輸也很困難。然而,科學家認為,反物質在未來可能是人類不可估量的能源。

4樓:

我們通常所說的物質的原子由質子、中子和電子組成,帶正電的原子核(內有質子和中子)在原子的中心而而帶負電的電子在外繞著原子核旋轉,反物質則剛好相反,質子也就是原子核帶負電,而電子則帶正電

反物質有什麼作用?

5樓:廣西師範大學出版社

反物質推進人類不僅可以利用正反物質湮滅產生的光子來作宇宙飛船的動力,而且可以利用它釋放出來的巨大能量來推動宇宙飛船。據計算表明,只要用9千克正反氫湮滅產生的能量,來加熱4噸液氫,可把1噸重的宇宙飛船以10%光速的速度送往比鄰星。因為正反物質湮滅,能100%地將物質轉換成能量,而核裂變只有0.1%,核聚變也只有0.7%。

正在研製的由反物質衍生的火箭燃料,衝比可達5~10萬秒,這比普通火箭燃料高5~50倍。

美國人羅伯特·佩奇設想了一種反物質推進的星系際飛船,用500萬年飛向離銀河系最近的仙女座中的大漩渦星系。這需要10萬代人的生命延續。為了保證人口質量和文化穩定(最主要的要記住從**來,到**去),需要幾個種族的好幾千萬人同行,這就是一整個社會。

因此,這艘飛船必須能提供幾千億平方米的表面積,供居住、生活和工作。飛船的質量在500億噸以上,加上幾乎同樣質量的反物質(如磁懸浮狀態下存貯的反鐵),總質量在1000億噸左右。其中人員和幾億噸物質只佔1%。

建造飛船和合成反物質,需要好幾千年的時間。為了避免飛船工作時輻射出來的能量(相當全世界核**的總能量)傷害人類,飛船應在冥王星以外的軌道上建造與組裝。

飛船用所載的反物質和本身的結構材料湮滅的能量啟航和加速,同時為生活、交通、工農業、商業和學校等社會功能機構提供能源。在加速500年後,達到0.2%的光速,2萬年後達到8.8%的光速,4萬年後達到25%的光速,5萬年後停止加速時,達到40%的光速,這時飛船90%的質量已轉變為能量而消耗掉,而人口則增加到10億。飛船已飛出了銀河系。

5萬年加速時間似乎很長,但它只是整個航行時間的1%,就像100千米行程的汽車,用1分鐘加速到60千米\小時一樣。

在巡航期間,為了使飛船保持足夠的熱量,同時能容納足夠數量的城鎮和電子、通訊、交通等系統,需要花幾千年的時間,將飛船改造成卷席形。

在離目的地4萬年航程時開始減速,到達目的地後,飛船原始質量的9%又被轉換成了能量,人口則增加到50億。

星際衝壓飛船1克加速航行用什麼能源產生動力,始終是宇宙航行的主要問題,這既關係到飛船的速度,也關係到飛船的質量。最有利的辦法,當然是直接從太空獲取高效能的能源材料。

氫是宇宙中普通存在的物質。在廣闊的宇宙空間,雖然是高度真空,但仍然有氫分子和氫原子存在。在太陽周圍的空間比較稀少,每立方厘米只有0.1個氫原子,在星際分子云中多一些,每立方厘米達4萬個左右。

當然,這比起地球大氣來是非常稀薄的,每立方厘米的地球大氣含有4萬兆個氮和氧分子。

科學家們設想,在已有相當速度的宇宙飛船上,安裝一個巨大漏斗形氫採集器,讓它在前進過程中,把太空中的氫收集起來,然後讓它進行聚變反應,用所產生的能量使飛船加速。1克氫原子聚變可產生6300億焦耳的能量,是煙煤能量的2000萬倍。由於這種飛船與衝壓噴氣飛機相似,所以稱為星際衝壓飛船。

假如星際衝壓飛船的初速度為16.7千米1鈔,為了每秒鐘收集到0.5克氫,氫採集器的直徑必須在幾百千米以上。

從增大速度,贏得時間來說,當然是加速度愈大愈好,但加速度過大,超重會影響人的身心健康。那麼,多大的加速度合適呢?

人類長期在地球表面上生活,已習慣於承受地球重力,即1克重力加速度。如果星際衝壓飛船以1克加速飛行,人在飛船上生活和工作,既不會有超重,也不會有失重,與在地球表面上一樣。

1克加速,速度增加是很快的,2年(地球上3.8年)可達到97%的光速,飛過2.91光年的距離。如果是到11.8光年的天蒼五(金魚座星)去考察,則在飛過航程中點以後,將飛船調轉180度,就會以1克減速飛行,最後以較低速度到達,考察1年後以同樣的程式返回,來回約七八年(地球上20多年)。如是在宇宙中周遊,飛船連續加速,12年飛出銀河系;14年飛過仙女座星系;20年飛過100億光年的距離。

如果宇宙是球形的,周長900億光年,則飛船已經繞了宇宙1/9圈。由於飛船的速度已非常接近光速,速度效應非常顯著,只要1~2年的時間就可飛過剩下的8/9圈,而回到地球。當然,地球上已過了900億年時間。

6樓:

3分鐘瞭解什麼是反物質,反物質威力到底有多大

7樓:宇宙大**

反物質和我們已知宇宙的中所有物質的電子、質子相比較,電量相等但電性相反。當反物質和正物質相遇後會怎樣?他們會毀滅對方,兩個粒子會消失,他們的質量會完全轉化,成為某種高能的作用力攜帶粒子,比如光子或膠子。

我們把這一個過程叫做「湮滅」。

反物質存在的依據是什麼?

8樓:北京創典文化

反物質是和物質相對立的一個概念。眾所周知,世界是由物質構成的,而物質又是由原子構成的,原子的中心是原子核,原子核由質子和中子組成,有個電子圍繞原子核旋轉。原子核裡的質子帶正電核,電子帶負電核,它們攜帶的電量相等,不過一正一負,是相反的。

從它們的質量角度看,質子是電子的1840倍,形成了強烈的不對稱性。因此,20世紀初有一些科學家就提出疑問,二者相差這麼懸殊,會不會存在另外一種粒子,它們的電量相等而符號相反,如:一個同質子質量相等的粒子,可帶的是負電荷,另一個同電子質量相等的電子,可帶的是正電荷?

這就是反物質概念的最初觀點。

茫茫宇宙中存在著不為人知的反物質嗎,我們生活的地球還有它的另外一面

什麼是反物質?

9樓:宇宙大**

反物質和我們已知宇宙的中所有物質的電子、質子相比較,電量相等但電性相反。當反物質和正物質相遇後會怎樣?他們會毀滅對方,兩個粒子會消失,他們的質量會完全轉化,成為某種高能的作用力攜帶粒子,比如光子或膠子。

我們把這一個過程叫做「湮滅」。

10樓:廣西師範大學出版社

反物質是和物質相對立的一個概念。眾所周知,原子是構成化學元素的最小粒子,它由原子核和電子組成。原子的中心是原子核,原子核由質子和中子組成,電子圍繞原子核旋轉。

原子核裡的質子帶正電荷,電子帶負電荷。從它們的質量看,質子是電子的1840倍,形成了強烈的不對稱性。因此,本世界初有一些科學家就提出疑問,二者相差這麼懸殊,會不會存在另外一種粒子,它們的電量相等而極性相反,比如,一個同質子質量相等的粒子,可帶的是負電荷,另一個同電子質量相等的粒子,可帶的正電荷。

2023年,英國青年物理學家狄拉克從理論上提出了帶正電荷「電子」的可能性。這種粒子,除電荷同電子相反外,其他都一樣。2023年,美國物理學家安德遜經過實驗,把狄拉克的預言變成了現實。

他把一束r射線變成了一對粒子,其中一個是電子,而另一個是同電子質量相同的粒子,帶的就是正電荷。2023年,美國物理學家西格雷等人在高能質子同步加速器中,用人工方法獲得了反質子,它的質量同質子相等,卻帶負電荷。2023年8月,歐洲一些物理學家又成功地分離並儲存了300個反質子。

2023年,美國新墨西哥州立大學的科學家把一個有60層樓高的巨大氦氣球,放到離地面35千米的高空,飛行了8個小時,捕獲了28個反質子。從此,人們知道了每種粒子都有相應的反粒子。

人們根據反粒子,自然聯想到反原子的存在。一個質子和一個帶負電荷的電子結合,便形成了原子。那麼,一個反質子和一個帶正電荷的「電子」結合,不就形成了一個反原子了嗎?

類推下去,豈不會形成一個反物質世界嗎?於是有人認為,宇宙是由等量的物質和反物質構成的。

從理論上看,宇宙中應該存在一個反物質世界。可事實並不這麼簡單。經研究發現,粒子和反粒子一旦相遇,他們就會「同歸於盡」,從而轉化成高能量的v光子輻射。

可這種光子輻射人們至今還沒有發現。在我們地球上很難找到反物質,因為它一旦遇到無處不在的普通物質就會湮滅。

那麼,宇宙中存在著反物質嗎?存在著一個反物質世界嗎?按照對稱宇宙學的觀點,它們是存在的。

這一學派認為,我們所看到的全部河外星系(包括銀河系在內),原本不過是個龐大而又稀薄的氣體雲,由等離子體構成。等離子體既包含粒子,又包含反粒子。當氣體雲在萬有引力作用下開始收縮時,粒子和反粒子接觸的機會就多了起來,便產生了湮滅效應,同時釋放出巨大能量,收縮的氣體雲開始膨脹。

這就是說,等離子體雲的膨脹,是由正、反粒子的湮滅引起的。

基於以上觀點,反物質世界一定在宇宙中某個地方存在著。如果反物質世界真的存在的話,那麼,它只有不與物質會合才能存在。可物質和反物質怎樣才能不會合呢?

為什麼宇宙中的反物質會這麼少呢?這些都是待解之謎。

什麼是反物質,什麼是反物質?

反物質是一類與我們日常見到的物質構成粒子質量相同 所帶電荷相反的粒子構成的物質。反物質最初是由物理學家預言存在的東西,在上世紀好像是二 三十年代被實驗證實存在了。現在已經證明,所有粒子都存在相應的反粒子,如,反質子,質量與質子相同,但它帶的是負電荷 反電子,質量與電子相同,但它帶的是正電荷,所以也叫...

反物質是不是物質,如何理解,「反物質」是物質嗎

一 依據正反物質湮滅現象,可得此結論 1 除光子外的任何正反物質,均不如光子穩定,故有向光子轉化的趨勢。2 電中性,是物質最穩定的狀態。物質越偏離電中性,越不穩定 越接近電中性,越穩定。3 可發生湮滅的正反物質,彼此的電荷量相同 或非常接近 而電性相反 湮滅的產物,必呈電中性。4 可發生湮滅的正反物...

反物質是什麼

反物質是一種假想的物質形式,在粒子物理學裡,反物質是反粒子概念的延伸,反物質是由反粒子構成的。物質與反物質的結合,會如同粒子與反粒子結合一般,導致兩者湮滅並釋放出高能光子或伽瑪射線。1932年由美國物理學家卡爾 安德森在實驗中證實了正電子的存在。隨後又發現了負質子和自旋方向相反的反中子。2010年1...