反粒子|我们每天都会照的镜子,里面会有另一个世界吗?
自从镜子普及以来,人们每天都会照照镜子,镜子里总有一个人和你长得一模一样,但方向却完全相反的人。
【 反粒子|我们每天都会照的镜子,里面会有另一个世界吗?】
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你有没有想过,在一个不知名的地方,真的有一个镜子里的自己存在呢?当某一天,一位镜子里的自己,突然出现在你面前,我们会被吓到吗?
可以再放大一下自己的思路,我们能像镜子里的世界一样,以完全相反的方式看到花、树、山、河、城市,甚至地球吗?如果有,它在哪里呢?
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现今的科学家们也在寻找这样的答案。但是他们的思考层次的更加深远,探求的方式更加科学。著名物理学家、诺贝尔奖获得者丁肇中教授,他带领的顶级研究团队,由来自世界16个国家的600多名科学家组成,他们正在进行一项前所未有的伟大实验,名为“AMS”——在浩瀚的太空中寻找未知的“镜中世界”。
镜中世界是什么?
所谓的“镜中世界”是一种看起来没有什么不同的客观存在,但却有着完全相反的物理物质特性。科学家称这种神奇的物质为“反物质”。
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我们知道,地球上的所有物质都是由分子构成的,分子是由质子、电子和中子构成,其中质子带正电荷,电子是负电荷,中子没有电荷。
而反物质正好相反,电子带正电,质子带了负电荷所构成。
根据正负电荷完全对称性原理,宇宙中的所有物质也应该拥有相对称的性质。那么是不是就会有一个与地球一模一样,但是带电性质完全相反的行星呢?
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依据大爆炸理论,科学家进一步推测,150亿年前宇宙诞生时,产生的物质和反物质数量大致相同。我们的地球或太阳系可能只是宇宙中的一种物质。
另一种恒星由带负电荷的质子、带正电荷的电子和反中子组成,它们在磁性上与中子相反。相对于正物质,它可以被称为“反星”、“反星系”或是“反地球”。如果是的话,“镜中世界”在哪里?
相反的另一个世界是否存在?
关于另一个世界有两个主要论点,一种论点是在宇宙中存在反物质星系,他们是由宇宙中的反物质构成的,存在与整个宇宙的某个角落。另一种是,宇宙诞生时,正物质比反物质多一点。在正物质和反物质湮灭之后,其剩余的物质形成了现在的宇宙物质。
那么还有另一个世界吗?科学家经过多年的努力发现了反物质粒子,并在1995年,实验室里制造了出了第一批反粒子,平均寿命只有30纳秒(亿分之3秒)的反氢原子,但在自然界中很难收集到反粒子,更不用说由反粒子组成的反物质了。为什么呢?
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博学的科学家给了人们一个答案:从原子和反原子的本质出发,当粒子和反粒子相遇时,正负平衡,它们就会“湮灭”,然后变成“光”,扩散到太空中。
我们的星系完全是由普通物质构成的,因此一旦反粒子被创造出来,无论是在实验室里还是在行星内部,它都只能存在很短的一段时间,然后才会遇到粒子并湮灭。
因此,不难解释为什么在我们的世界里很难找到反物质的踪迹:反物质是从宇宙射线中获得的。要到达地球,宇宙射线必须首先穿过3、4千公里厚的大气层。
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