钻研推测 正电子可动力于暗物质 适量
图为一个天文学家小组应用哈勃太空望远镜,探测到了位于悠远星系团中呈环状散布的暗物质。
一个让物理学家困惑近10年的疑问是,那些通过地球上空的正电子数量超出人们预期,这些“适量”正电子来自哪里?美国最新一期《迷信》杂志宣布的一项钻研显示,这种所谓“正电子超出”现象可动力于暗物质。
正电子是电子的反
暗能量负压强是什么意思
暗能量是指一种充溢空间的、具有负压强的能量,目前是对宇宙为什么会膨胀的一种能量来源推测。 科学家对暗物质和暗能量的特性提出了多种假设,但直到目前还没有得到充分的证明。 暗物质和暗能量最本质的区别说得通俗点就是——暗物质使得普通物质集聚形成星系,也就是具有引力效应;暗能量使得宇宙膨胀,具有负压效应。 相同点就是都不可见,但是又可以间接观测得到,而且占宇宙物质的比例比普通物质多得多。
暗物质是什么?
暗物质又叫反物质是一种假想的物质形式,在粒子物理学里,反物质是反粒子概念的延伸,反物质是由反粒子构成的,如同普通物质是由普通粒子所构成的。物质与反物质的结合,会如同粒子与反粒子结合一般,导致两者湮灭,且因而释放出高能光子或伽玛射线。1932年由美国物理学家卡尔·安德森在实验中证实了正电子的存在。随后又发现了负质子和自旋方向相反的反中子。英国《自然》杂志网站2010年11月17日发布报告,欧洲研究人员在科学史上首次成功“抓住”微量反物质。
自然界纷呈多样的宏观物体还原到微观本源,它们都是由质子、中子和电子所组成的。这些粒子因而被称为基本粒子,意指它们是构造世上万物的基本砖块,事实上基本粒子世界并没有这么简单。在30年代初,就有人发现了带正电的电子,这是人们认识反物质的第一步。到了50年代,随着反质子和反中子的发现,人们开始明确地意识到,任何基本粒子都在自然界中有相应的反粒子存在。
正电子、负质子都是反粒子,它们跟通常所说的电子、质子相比较,质量相等但电性相反。科学家设想在宇宙中可能存在完全由反粒子构成的物质,也就是反物质。
电子和反电子的质量相同,但有相反的电荷。质子与反质子也是这样。
那么中子与反中子的性质有什么差别?其实粒子实验已证实,粒子与反粒子不仅电荷相反,其他一切可以相反的性质也都相反。这里我们讨论一下重子数的概念。
质子与中子被统称为核子。人们从核现象的研究发现,质子能转化为中子,中子也能转化为质子,但在转化前后,系统的总核子数是不变的。50年代起的粒子实验表明,还有很多种比核子重的粒子,它们与核子也属同一类,这类粒子于是被改称为重子,核子仅是其最轻的代表,一般的规律是:当粒子通过相互作用而发生转化,系统中的重子个数是不会改变的。
由于重子数的守恒性,两个质子相碰是不会产生一个包含三个重子的系统的,那么反核子应当怎么产生?实验表明,反核子总是在碰撞中与核子成对地产生的。例如
p+p → N+N+N+N+若干 π介子
其中N代表质子或中子,N代表反质子或反中子。反核子一旦产生,它常很快与周围的某个核子再相碰而成对地湮灭。例如
N+N → 若干 π介子
按照这种说法推论,在宇宙的某个地方,一定存在着反物质世界。如果反物质世界真的存在的话,那么,它只有不与物质会合才能存在。可物质与反物质怎样才能不会合?反物质在宇宙何方?这还是待解之迷。
对于比核子更重的重子,情况完全一样。反重子也总是与重子成对地产生,成对地湮灭的。这些经验使人们认识到,重子数的守恒规律需要重新认识。
为什么反物质要吞吃掉正物质?
两者不能共存,就像正负电荷,两者结合,生成能量,这个过程遵守E=MC^2,质能关系。
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