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反物质石头_请问什么是原子的 顺磁性,逆磁性,铁磁性

  • 2024-04-04 06:37:29
  • 来源:编辑铺
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反物质石头

请问什么是原子的 顺磁性,逆磁性,铁磁性

物质磁性的分类
1、 抗磁性
当磁化强度M为负时,固体表现为抗磁性.Bi、Cu、Ag、Au等金属具有这种性质.在外磁场中,这类磁化了的介质内部的磁感应强度小于真空中的磁感应强度M.抗磁性物质的原子(离子)的磁矩应为零,即不存在永久磁矩.当抗磁性物质放入外磁场中,外磁场使电子轨道改变,感生一个与外磁场方向相反的磁矩,表现为抗磁性.所以抗磁性来源于原子中电子轨道状态的变化.抗磁性物质的抗磁性一般很微弱,磁化率H一般约为-10-5,为负值.
2、 顺磁性
顺磁性物质的主要特征是,不论外加磁场是否存在,原子内部存在永久磁矩.但在无外加磁场时,由于顺磁物质的原子做无规则的热振动,宏观看来,没有磁性;在外加磁场作用下,每个原子磁矩比较规则地取向,物质显示极弱的磁性.磁化强度与外磁场方向一致,
为正,而且严格地与外磁场H成正比.
顺磁性物质的磁性除了与H有关外,还依赖于温度.其磁化率H与绝对温度T成反比.
式中,C称为居里常数,取决于顺磁物质的磁化强度和磁矩大小.
顺磁性物质的磁化率一般也很小,室温下H约为10-5.一般含有奇数个电子的原子或分子,电子未填满壳层的原子或离子,如过渡元素、稀土元素、钢系元素,还有铝铂等金属,都属于顺磁物质.
3、 铁磁性
对诸如Fe、Co、Ni等物质,在室温下磁化率可达10-3数量级,称这类物质的磁性为铁磁性.
铁磁性物质即使在较弱的磁场内,也可得到极高的磁化强度,而且当外磁场移去后,仍可保留极强的磁性.其磁化率为正值,但当外场增大时,由于磁化强度迅速达到饱和,其H变小.
铁磁性物质具有很强的磁性,主要起因于它们具有很强的内部交换场.铁磁物质的交换能为正值,而且较大,使得相邻原子的磁矩平行取向(相应于稳定状态),在物质内部形成许多小区域——磁畴.每个磁畴大约有1015个原子.这些原子的磁矩沿同一方向排列,假设晶体内部存在很强的称为“分子场”的内场,“分子场”足以使每个磁畴自动磁化达饱和状态.这种自生的磁化强度叫自发磁化强度.由于它的存在,铁磁物质能在弱磁场下强列地磁化.因此自发磁化是铁磁物质的基本特征,也是铁磁物质和顺磁物质的区别所在.
铁磁体的铁磁性只在某一温度以下才表现出来,超过这一温度,由于物质内部热骚动破坏电子自旋磁矩的平行取向,因而自发磁化强度变为0,铁磁性消失.这一温度称为居里点 .在居里点以上,材料表现为强顺磁性,其磁化率与温度的关系服从居里——外斯定律,
式中C为居里常数.
4、 反铁磁性
反铁磁性是指由于电子自旋反向平行排列.在同一子晶格中有自发磁化强度,电子磁矩是同向排列的;在不同子晶格中,电子磁矩反向排列.两个子晶格中自发磁化强度大小相同,方向相反,整个晶体 .反铁磁性物质大都是非金属化合物,如MnO.
不论在什么温度下,都不能观察到反铁磁性物质的任何自发磁化现象,因此其宏观特性是顺磁性的,M与H处于同一方向,磁化率 为正值.温度很高时,极小;温度降低,逐渐增大.在一定温度 时,达最大值 .称 为反铁磁性物质的居里点或尼尔点.对尼尔点存在 在极低温度下,由于相邻原子的自旋完全反向,其磁矩几乎完全抵消,故磁化率 几乎接近于0.当温度上升时,使自旋反向的作用减弱,增加.当温度升至尼尔点以上时,热骚动的影响较大,此时反铁磁体与顺磁体有相同的磁化行为.
自己找找看

物质与反物质相互湮灭时产生了什么,他们相

楼主有一点没搞明白,反物质并不是像你想象的那样,它是很难想象的,它不遵循现有的大部分物理规律,两者接触湮灭是没错的,但是反物质不带有能量,可以说它带有负能量,湮灭的不但是物质与反物质,他们的能量也会...就姑且叫中和把,所以其实能量没有消失
如果楼主有兴趣的话可以看看时间简史,多看看应该能看懂的...

什么是正物质

反物质是物质的镜像.物质由原子组成,原子又由质子、中子和电子组成.质子带正电,电子带...通常物质中没有发现过反物质,即使在实验条件下,反质子也一瞬即逝.当你照镜子时,看一看在镜子中的那个你,如果那个镜子里的家伙...

什么是正物质和反物质

反物质就是由反粒子组成的物质.所有的粒子都有反粒子,这些反粒子的特点是其质量、寿命、自旋、同位旋与相应的粒子相同,但电荷、重子数、轻子数、奇异数等量子数与之相反.例如,氢原子由一个带负电的电子和一个带正电...

有磁性就是陨石吗

不一定,
磁性材料具有磁有序的强磁性物质,广义还包括可应用其磁性和磁效应的弱磁性及反铁磁性物质.磁性是物质的一种基本属性.物质按照其内部结构及其在外磁场中的性状可分为抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性物质.铁磁性和亚铁磁性物质为强磁性物质,抗磁性和顺磁性物质为弱磁性物质.磁性材料按性质分为金属和非金属两类,前者主要有电工钢、镍基合金和稀土合金等,后者主要是铁氧体材料.按使用又分为软磁材料、永磁材料和功能磁性材料.功能磁性材料主要有磁致伸缩材料、磁记录材料、磁电阻材料、磁泡材料、磁光材料,旋磁材料以及磁性薄膜材料等,反映磁性材料基本磁性能的有磁化曲线、磁滞回线和磁损耗等. 陨石是来自地球以外太阳系其他天体的碎片,绝大多数来自位于火星和木星之间的小行星,少数来自月球(40块)和火星(40块).全世界已收集到4万多块陨石样品,它们大致可分为三大类:石陨石(主要成分是硅酸盐)、铁陨石(铁镍合金)、和石铁陨石(铁和硅酸盐混合物).有各种样式的.
石铁陨石由铁、镍和硅、酸、盐矿物组成,铁镍金属含量30至65,这类陨石约占陨石总量的1.2,故商业价值最高.该类陨石含铁70%以上,其次为硅、铝、镍,主要矿物有锥纹石、镍纹石、合纹石等,次要矿物为陨硫铁、铬铁矿、石墨等.石铁陨石根据起内部的主要成分和构造特点分为:橄榄石石铁陨石(PAL)、中铁陨石(MES)、古铜辉石——鳞石英石铁陨石.
石陨石上硅酸盐矿物如橄榄石、辉石和少量斜长石组成,也含有少量金属铁微粒,有时可达20以上.密度3至3.5.石陨石占陨石总量的95%.
铁陨石中含有90%的铁,8%的镍.它的外表裹着一层黑色或褐色的1毫米厚的氧化层,叫熔壳.外表上还有许多大大小小的圆坑叫做气印.此外还有形状各异的沟槽,叫做熔沟.这些都是由于它们有陨落过程中与大气剧烈摩擦燃烧而形成的.铁陨石的切面与纯铁一样,很亮.铁陨石约占陨石总量的3℅.世界3号铁陨石于19世纪末发现于我国新疆青河县,大小为2.42×1.85×1.37,重约30吨.该陨铁含铁88.67℅,含镍9.27℅.其中含有多种地球上没有矿物,如锥纹石、镍纹石等宇宙矿物.
玻璃陨石是石陨石的一种.有磁性
雷公墨,其实就是玻璃陨古了.
至于价格,我无法判断了.

铁、钴、镍为什么可以被磁化

这个就涉及到物质的磁学性质,磁学性质是研究分子结构的重要方法之一。其实任何物质都多多少少有磁性,只是生活中我们只是认为铁钴镍等金属有磁性。我们按照物质的磁学性质通常把物质分为:顺磁性、反磁性、铁磁性和反铁磁性。

顺磁性:是将某物质置于磁感应强度为B0的磁场中,则该物质内部的磁感应强度为B,有公式如下

B'是物质被磁化后产生的附加磁感应强度。在均匀的物质中,B'方向和B0相同我们就称为顺磁性。顺磁性物质中,B'比B0小,所以顺磁性在外加磁场的磁化比较轻微。顺磁性物质中,含有未成对孤电子。这类含有孤电子的分子在外加磁场存在时,分子的磁矩和外加磁场的方向相同,表现出顺磁性。

反磁性:在物质中某种物质在磁感应强度为B0的磁场中所产生的附加磁感应强度B'与B0方向相反时,这种物质被称为反磁性物质。分子的磁矩和外加磁场的方向相反,表现出反磁性。

接下来是重点,铁钴镍是一种铁磁性物质,铁磁性物质首先是具有顺磁性,但是,这类物质在磁感应强度为B0的外加磁场中,所产生的附加磁场的磁感应强度B'比B0大很多,以至于在低温下,很多顺磁性物质会发生相变,导致所有的自旋原子或分子彼此合作排列整齐,从而大大增强了物质的磁性。当周围的自旋原子或分子在物质中在适当大的区域内按照一定的排布时就产生磁感应强度。我们把这样的区域叫磁畴。当外加磁场撤销后,磁畴仍然不变,这就是铁磁性。

一种物质具有铁磁性的关键因素有两种:一是该物质的原子或分子必须具有未成对电子,或者说该物质必须有顺磁性;二是原子间的距离合适,使原子能形成磁畴。如果原子间的距离大,它们之间相互作用就弱,难以使原子按同一方向排列;如果距离太小,原子中的孤电子就倾向于成对,从而使磁矩相互抵消。在铁钴镍中,它们原子中均含有未成对电子,它们中的原子距离合适,易形成磁畴。所以,它们能被磁化和被磁铁吸引。

反铁磁性是比较少见的,这种磁性与铁磁性相反,当顺磁性的物质发生相变时,物质中相邻的磁畴自旋就会按相反方向排列,自旋的顺磁性就会受到强烈的抑制。

简单介绍了一下物质的磁性,物质的磁性对我们研究物质很重要。

中微子是物质还是能量

根据有机的量子景观,宇宙是由量子构成的,这就好比人类社会是由无数个人形成的。类似社会中的人有两种存在形态,其一是作为个体存在,其二是作为社团(家庭、党派等)存在;宇宙中的量子也有两种不同的存在形态,一类是离散的量子,另一类是由量子组成的封闭体系。第一类量子的特点是静质量极小(静质量为零的物体是不存在的),由于速度可以维持空间的势能,所以这一类量子都相对于空间具有速度相对不变性(因静质量太小),即高能量子的速度总大于低能量子的速度,只是它们的速度差与速度之比近似为零。由此,我们将它们统称为类光量子,根据能量的不同具体地细分为引力波、电磁波、可见光、x射线和中微子等。与光子相比,中微子具有能量高、速度快和穿透性强的特性。第二类物体,作为封闭体系,封闭了高能量子,因而具有较大的静质量(质量是被封闭的能量),而且其外部能量主要以动能的形式存在,表现为速度可变。所以,我们将这类量子称为类物量子,具有可衰变释放能量、可变更速度、可以引起量子碰撞的不对称从而产生出各种不同的相互作用。

正、反物质湮灭释放能量大还是核聚变的大,

反物质湮灭所释放的能量比核聚变大多了,一个是全部释放,一个是极小部分释放,释放出的能量大小当然就完全不一样了。

反物质湮灭时是物质全部彻底的能量释放,而且是一对一的能量释放,这又增加了一倍,即1克反物质与1克正物质结合可以释放2克物质的全部能量。而核聚变只有约千分之七的物质转化为能量。以氢核聚变为例,核聚变的能量转换只有反物质湮灭时释放能量的千分之三点五。反物质湮灭产生的能量是核聚变的285.7倍。

根据爱因斯坦的质能方程,E=MC^2,我们可以来简单计算一下。

1克反物质与1克正物质碰撞湮灭时释放的能量为:

Δm=2g

≈2×0.001Kg×(3×100000000m/s)^2=180000000000KJ

而1克氢发生的核聚变能量为:

1克的氢只有0.007克物质可以转化成能量,因此Δm=0.007g

≈0.007×0.001Kg×(3×100000000m/s)^2=630000000KJ

从以上的计算可以看出,不管是核聚变还是反物质能量的释放都是惊人的,尤其反物质更惊人,1克的反物质湮灭所释放的能量就相当于世界上最大水电站24小时发电量,或相当4万多吨炸药爆炸的当量。

现在,人类制造了氢弹,实现了核聚变能量的激发,但这不是可控的,很难为人类正常使用。

人类对于核聚变的可控性和反物质的可控性都还在摸索中,最主要的技术难点是“容器”,就是用什么来装这些物质,使其在“容器”里缓慢的释放。比如核聚变需要在极高温度下进行,有什么物质能够耐受上亿度的高温呢?而反物质一旦与我们正常物质接触,马上就会湮灭,用什么物质来盛装这些反物质呢?

这些“容器”都不是我们所认识的常规容器,而是一些“约束场”。

如核聚变通常采用的是磁约束、重力场约束、惯性约束等。反物质就更难了,有一种技术的原理是电磁场通过令暗物质远离所谓“彭宁离子阱”(Penning trap)的内壁,可以在里面储存反物质。目前核聚变和反物质的研究都有较大进展,维持和保存的时间越来越长,但迄今为止并没有得到完美的结论。

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宇宙从无到有,有正物质和反物质,但是为什

在我们现在生活的宇宙中,有无数的恒星,星系,星系群,就单说我们地球上的生命和物质形式也充满了多样性,还有你眼前现在能看到的所有东西!看到这些我们都会问自己一个问题:这些物质都是从哪里来的?

我们今天看到的宇宙是什么样的?

现在我们再回到宇宙,当我们观察宇宙时,天空中的每一个光点,无论是行星、恒星、星系、星系团还是其他更大的天体,它们的出现和演化都包含了整个宇宙的历史。

在更大的尺度上,宇宙中有一个由星系组成的巨大丝状结构,每个像素代表了一个星系的位置。

现在我们知道宇宙中充满了暗物质和暗能量,当我们考虑整个宇宙结构时,上图就是我们今天所看到的样子。假如抛弃暗物质和暗能量,让我们修改自己的引力理论,也无法重现宇宙今天的结构。模拟和观测之间的匹配,巨大的星系团、细丝和空洞的宇宙网充满了整个现代宇宙。这些结构是怎样来的?

宇宙演化了数十亿年的时间、不可抗拒的引力作用,以及不断膨胀的宇宙中物质结构失控的增长,才使宇宙出现了我们现在看到的样子。

宇宙中的普通物质(质子、中子和电子)产生了我们用望远镜捕捉到的可见光。我们所看到的恒星和星系都是由普通物质构成的。然而,普通物质的存在本身就是一个谜。因为物理定律不允许我们在不创造或毁灭等量反物质的情况下创造或毁灭物质!也就是说,物质和反物质总是共生、共灭的!

反物质和物质等量的共生、共灭在实验和观测上是正确的。但是事实并非如此。因为我们的宇宙好像更加偏爱物质,物质最初也比反物质多出了那么一点,如果反物质的数量与我们现在在宇宙中所拥有的物质数量相等,那么宇宙中的物质将会变得异常稀少,以至于每立方千米只有一个亚原子粒子。密度将不到今天宇宙密度的十亿分之一。我们能否在理论假设的基础下创造出更多的物质让我们回到宇宙的早期阶段,那时的宇宙充满了炽热、稠密的等离子体,并且包含了等量的物质和反物质,看一下在物理定律下我们能否创造出今天看到的宇宙。

在宇宙早期炽热、稠密、完全电离的等离子体的背景下,等量的粒子和反粒子来回运动,相互碰撞、湮灭,而其他粒子,如光子则会相互作用,产生等量的物质和反物质。如果宇宙的大小和温度一直是恒定的,那么其中的所有粒子和反粒子数量也是稳定的,那么就不可能产生比反物质更多的物质,也不会产生比物质更多的反物质。但是在我们的宇宙中,真实情况并不是这样的。

宇宙一直在膨胀和冷却,这意味着,当温度降到某个值以下时,宇宙创造正反物质的速度明显会低于其湮灭的速度!为什么?因为E = mc^2,宇宙的能量已经不足以创造正反物质粒子!而已经存在的正反粒子会继续湮灭。但是随着宇宙的膨胀,正反物质的湮灭速度也在下降,正反物质粒子找到彼此变得越来越困难。因为宇宙在膨胀,密度在下降,当达了一个点时(一定的密度),正反物质再也找不到彼此,湮灭就会停止!剩下的残余物质将会被“冻结”。我们称其为宇宙失去热平衡状态!

剩下被“冻结”的正反物质将使宇宙脱离正反物质平衡。举个例子,在某个时刻,我们会得到一个包含大量介子和反介子的宇宙。跟大多数粒子一样,这些粒子并不稳定,而且会衰变。对于大多数粒子/反粒子来说,比如介子/反介子,正介子衰变为反粒子,反介子衰变为正粒子,那么整个宇宙的正反物质还是平衡的。但是可能存在有些粒子(目前我们还没有发现)与自己的反粒子有着本质上的不同,而这种差异会在宇宙中产生比反物质更多的物质!

让我们假设宇宙中充满了一种新的不稳定粒子,带正电荷的Q ,和它的反粒子带负电荷的Q-。由于某些守恒定律,它们必须有相同的质量,相反的电荷,以及相同的总寿命。

假设Q 可以衰变为质子和中微子,也可以衰变为反中子和正电子。这意味着必须允许Q-衰变为反质子和反中微子,或中子和电子。

关于这种衰变有三件重要的事情:

  • 允许违反重子数的守恒。(即质子数 中子数之和。)

  • 这种衰变在标准模型中是允许的,只要重子数减去轻子数是守恒的
  • 如果计算正确的话,可以产生比反物质更多的物质。

除了失去热平衡,我们还需要这些粒子具有另外一种性质。

如果Q 变成质子和中微子的百分比和Q-变成反质子和反中微子的百分比是一样的,这样也不行,它们的衰变物还是会湮灭。质子和反质子的数量是相等的,宇宙就不会产生比反物质更多的物质。

反中子/正电子和中子/电子也一样。另一种可能性是Q 粒子会倾向于一种类型的衰变,而Q-粒子会倾向于另一种类型的衰变!

如果发生这种情况,那么Q 会比Q-产生更多的质子和中微子,而Q-会比Q 产生更多的中子和电子,而Q 会产生更多的反质子和反中微子。

如果我们只看衰变产生的质子/中子/反质子/反中子,我们会得到什么?一个物质比反物质多的宇宙!

总结:要让物质多于反物质,宇宙必须满足哪些条件

事实上,只要宇宙符合下面三个著名的标准:

  • 失去热平衡条件,

  • 存在违反重子数的相互作用
  • 存在C 对称破缺和CP对称破缺(衰减的差异)

就会产生我们现在看到的充满物质的宇宙。目前我们还没有在实验中发现违反重子数守恒的粒子,而且也缺少强CP破坏的粒子来满足以上的假设!因此我们认为宇宙中还存在一些我们没有发现的粒子,因为以我们现在的标准模型是无法解释物质比反物质多这个世纪难题!而以上的假设就是宇宙中为什么有物质存在而不是空无一物的原因。

反物质有黏性吗

图注:此处显示的反质子减速器从粒子加速器中吸收高能质子,并使它们与金属靶碰撞,从而导致新质子和反质子的自发产生。减速器会减慢这些反质子的速度,将其用于创建和测量反原子的特性。

不仅在地球上,而且在我们所看的宇宙中的任何地方,我们发现大大小小宇宙结构都是由物质构成。物质,也就是说,与反物质相反。我们发现的每个星系、恒星、行星、气体和尘埃的集合都是由物质构成的,展现出了我们在地球这个物质行星上所熟悉的确切的物理和化学特性。但是,如果要是传统的东西都由反物质组成,反物质它具有黏性吗?答案是肯定的。反物质是黏性的:与通常情况一样黏性。

  • 图注:面包面团,根据面团的确切成分和水含量,可能会发黏。如果上图所揉面团,是由反物质而不是正常物质制成,则“黏性”值将与常规物质黏性值相同。

当我们谈论物质的常规特性(例如它们的黏性、弹性或弯曲度)时,它们是整体的,大规模的宏观特征。在科学中,我们称之为这些物理特性:可以在不改变物质性质的情况下对其进行测量。当我们触摸黏性面包面团、弹性橡皮筋或弯曲的树枝时,我们能发现它们保持黏性、弹性或弯曲性。

但是,如果我们问“是什么原因导致了这些物理特性”,那么我们必须一直深入到微观世界,以了解真正发生的事情。在微观尺度上,远低于人眼所能看到的极限,一切都是由原子构成的。这些原子结合在一起成为分子,然后通过原子间力将它们结合在一起,构成我们在传统经验中相互作用的大型物体。

  • 图注:此插图来自显示水分子动态相互作用的动画。单个的H2O分子为V形,水之所以具有其性质,是因为其分子结构和这些水分子中电子的行为。水的反物质对应物预期行为相同。

当某些东西摸起来很黏时,是因为我们所触摸的材料中的电子与指尖中的电子以特定的相互作用,从而产生了我们与黏性相关的特性。我们与这种"黏性"感觉相关的一切都基于这些原子中的电子如何结合在一起:共价、电离、混合物、悬浮物和溶液,以及通过它们与其他材料之间的氢键。

我们可以自由地将任何其他喜欢的物理特性,以及喜欢的任何其他交互替换为“黏性”和指尖:诸如颜色的特性以及发射/反射的光子如何与眼睛交互。在每种情况下,分子及其相互作用都是我们所经历的,但是单个原子和这些原子中电子所产生的原子跃迁决定了分子的性质和相互作用。

  • 图注:镥-177原子的能级差异。请注意,只有特定的离散能级可以接受。虽然能级离散,但电子的位置不离散。

这使我们进入了一个有趣的十字路口。我们没有大量稳定的反物质可以使用和控制。 如果这样做的话,我们可以从中构建出反分子和宏观物体,并测试其如何与其他形式的反物质相互作用。但这仍然是有兴趣研究反物质的物理学家和材料科学家的梦想。 实际上,很长一段时间以来,我们所得到的只是理论计算来指导我们。

反物质的概念已有90年的历史了,最初是出于纯粹的理论考虑。最早描述量子力学中单个粒子的方程式——薛定谔方程——与爱因斯坦的狭义相对论不相容:它不适用于接近光速运动的粒子。早期使薛定谔方程相对论的尝试对某些结果给出了负概率,这是无稽之谈:所有概率都必须在0到1之间;负概率没有物理意义。

  • 图注:所谓的“狄拉克之海”源于求解基于复杂向量空间的狄拉克方程,产生了正负能量解。负解很快被反物质识别,特别是正电子(反电子)为粒子物理学开辟了一个全新的世界。

但是,当第一个相对论方程准确地描述了电子的可观察特性时,它就具有这种怪异的特性:电子只是该方程的一个可能解。还有另一种对应于“相反”状态的解决方案,其中电子周围的所有东西都被翻转了。自旋被翻转,电荷被翻转,其他量子数也被翻转。

最初,人们拒绝了对此的正确解释,但事实证明它是正确的:在宇宙中应该有一个“反电子”,它将把它遇到的任何电子湮灭为纯能量(光子)。 这种反粒子,现在称为正电子,原来是我们发现的第一个反物质实例。90多年后,我们现在知道每个物质粒子都有一个反物质对应物:一个反粒子。

  • 图注:现在,已经直接检测了标准模型的粒子和反粒子,最后一个希格斯玻色子也在本世纪初的大型强子对撞机中找到。所有这些粒子都可以在LHC能量下产生,粒子的质量对于完整描述它们是绝对必要的。这些粒子和反粒子可以通过标准模型基础的量子场理论的物理学很好地描述。

问题是,产生反物质的唯一方法是,通过爱因斯坦著名的质量能量等价关系:E = mc^2,将物质与如此多的能量粉碎在一起,从而自发地产生新的粒子-反粒子对。长期以来,这带来了一个问题,即所有反物质粒子总是接近光速移动,所有它们需用如此多的能量才能产生。

它们要么衰减或与它们相遇物质粒子湮灭,这对于粒子物理学家来说产生了很好的结果,但对于任何想知道反物质是否具有与物质相同的特性的人来说,结果非常糟糕。虽然电荷和自旋(以及其他一些量子特性)应该逆转,但在组装反原子、反分子甚至方面,物理学应该导致相同的结果。

  • 图注:欧洲核子研究中心的反物质工厂的一部分,其中带电的反物质粒子被汇集在一起,可以形成正离子、中性原子或负离子,这取决于与反质子结合的正电子的数量。如果我们能够成功捕获并存储反物质,它将代表100%高效的燃料来源。我们还开始测量反物质的电磁特性,这些特性与已经测量的普通物质的特性相同。

但是最近,我们获得了通过实验测试反粒子如何结合在一起的能力。在欧洲核子研究中心(CERN),欧洲核子研究组织是大型强子对撞机的所在地,整个大型综合体致力于反物质的创造和研究。它被称为反物质工厂,其专业不仅涉及生产低能反质子和低能正电子,而且还将它们结合在一起形成反原子。

对于那些有兴趣确定反物质是否像常规物质一样黏稠的人来说,这就是真正有趣的地方。如果反物质按照与正常物质相同的相似规则起作用,那么反原子应表现出与正常原子相同的某些性质。它们应具有相同的能级,相同的(反)原子跃迁,相同的吸收和发射线,并应结合在一起形成反分子,就像原子形成正常分子一样。

  • 图注:在一个简单的氢原子中,单个电子绕单个质子运行。在反氢原子中,单个正电子(反电子)绕着单个反质子运行。正电子和反质子分别是电子和质子的反物质对应物。

2016年,欧洲核子研究组织反物质工厂的ALPHA实验的科学家首次测量了反氢的原子光谱,完全期望它会以与普通氢完全相同的频率吸收和发射光子。第二年,他们能够测量反原子能级的超精细结构,并再次获得了与正常物质的能级极好的匹配的结果:在0.04%以内。

现在已经执行了额外的测量,并达到了令人难以置信的精度,而且每次得到的结果都是相同的:反原子中的正电子具有与正常原子内的电子相同的量子特性,包括相同的跃迁和相同的能级。还产生了更重的反核,并且在每一个转弯处,我们都得到相同的结果:反原子具有与正常原子对应物相同的电磁特性。

图注:2020年2月,关于反氢原子中发生量子转换的惊人细节被披露出来。在每个可测量点,光谱与正常物质的类似观测值相同。

反物质的首次精确测试已经进行了几年,因为21世纪10年代对他们来说是一个革命性的十年。无论何时何地,无论我们能看到什么,它都是正常反物质的基础:

  • 反质子

  • 反中子

  • 由反质子和反中子结合在一起形成的较重核,

  • 和正电子,

结合在一起,并展现出与正常物质在每种可测量上都相同的量子跃迁。

我们可能想知道,在物理定律下,我们是否允许它们与众不同,还有一点回旋余地:放射性衰变。弱核相互作用是唯一违反物质与反物质对称性的相互作用,并且某些过程对于物质与反物质而言可能略有不同。例如,两个质子在阳光下融合在一起时,有10^28分之一的机会产生氘核。对于反质子和反氘核,该值可能不同。

  • 图注:当两个质子在太阳中相遇时,它们的波函数重叠,允许氦-2的暂时产生:二质子。它几乎总是成两个质子,但是在极少数情况下,由于量子隧穿和弱相互作用,会产生稳定的氘核(氢-2)。对于本系统的反物质对应物,这些分支比率,以及因此的脱产率可能并不相同。

如果我们是由反物质而不是正常物质构成的,那么我们与地球上的所有其他事物一样,我们所知道的一切的物理和化学特性将保持不变。不管椅背上的那个神秘,黏稠的物质是什么,反物质都将同样具有黏性,弹性、可弯曲性和颜色或我们可以测量的任何其他常规属性也是如此。

就实验和观察而言,反物质与其他形式的反物质相互作用的,与正常物质与其他形式的正常物质相互作用的完全相同。如果正常物质的某些构型是黏性的,则其反物质对应物将同样具有黏性。仅当我们要尝试触摸它进行验证时,请确保我们也由反物质构成。否则,结果将比粘性更具爆炸性。

请问什么是原子的 顺磁性,逆磁性,铁磁性
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