反物质是什么东西有什么用
反物质是什么东西有什么用
反物质是科学界提出的一种新型物质，这种东西只存在于理论之中，并没有被发现，一旦这个物质被发现，我们人类的世界将会有翻天覆地的变化。下面是小编分享的反物质的介绍，一起来看看吧。
反物质的介绍
物理学上指反原子核由反质子和反中子组成的带负电荷的物质。反核子(反质子和反中子)组成反原子核，反原子核和正电子组成反原子，各种反原子组成各种反物质。
是否存在反物质
部分天文学家也认为有存在的可能，但现代天文学还拿不出令人信服的证据。否定反物质的人很多，美国宇宙学家施拉姆(Schramm)说：“大多数理论家的直觉，不存在反物质。这意味着如果你找到它，那是一个伟大的发现，证明这些理论家都是错误的。但是最大的可能是，这意味着你找不到它。”
由丁肇中主持的这项研究已有16个国家的科学家参与其中，投入的资金更是高达1000多亿美元。许多科学家表示：只要能发现宇宙反物质的存在，那么这将是当之无愧的诺贝尔奖。该探测器已于2005年发射升空并永久停留在太空，东南大学还将建立一个数据接收分析中心和培训中心作为配套项目。丁肇中认为，如果反物质确实存在，当正物质与反物质碰撞时可以产生巨大的能量。他所主持的“寻找宇宙中的暗物质和反物质”的研究已进行多年，已取得一些重要成果。“但是，从这一领域发展的历史来看，人们要有思想准备，也许我们会发现意想不到的东西，与原先想研究的东西毫无关系。”丁肇中很慎重地表示。
反物质实体的作用
为了打开反物质世界的大门，科学界于1957年动员了千军万马，耗费巨资建立了大型加速器，成功地捕获了反质子和反中子。1995年9月，科学家又成功地研制出反质子的原子——反氢原子，从而使人们看到了利用反物质的曙光。
反物质可能是最理想的宇宙飞船能源。
最近，一份反物质实验报告指出：当1克反物质与1克正物质相互碰撞而发生湮灭时，能释放出巨大能量。据计算，一粒盐粒大小的10毫克反质子便可产生相当于200吨化学燃料的推进能量。由此看来，反物质是最理想的宇宙飞船能源。
自20世纪60年代人类进入太空后，征服太阳系和进军银河系便成为人类一个壮丽的目标。但是，宇宙飞船要在茫茫太空中成年累月地翱翔。燃料是个大问题。要在飞船有限的空间内装载维持长时间飞行的燃料，只有反物质才能解决问题。
反物质在医学上也能一显身手。由于反质子能量释放的速度和从体内逸出_的速度可以人为控制，且对人体无害，因此，用反质子产生的光束代替X射线治疗癌症，能精确击中肿瘤，大大减轻对周围正常组织的损害程度。
征服太阳系和进军银河系便成为人类一个壮丽的目标
但是，除了实验室里的反粒子，人类还从未见到反物质实体。尽管有许多大胆美好的设想，可由于正、反物质水火不容，目前想得到1克反物质用以研究确实不是件容易的事。
此外，即使人类制造出反物质，如何贮存和运输也是一大疑难。对此科学家已提出两种方法：
一是超导贮存，即利用超导磁悬浮原理，使反物质不与正物质接触。
二是捕捉等离子体的“真空瓶”，即让反粒子以光的速度在瓶子内自旋，并有—个防止反粒子碰撞瓶壁的强大磁场紧紧箍住这些反粒子。这些设想能否实现，也许需要新一代科学家去努力。
反物质的主要概念
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，电量相等但电性相反。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。例如：在发生β衰变时，放出正电子的称为“正β衰变”，放出电子的称为“负β衰变”。在正β衰变中，核内的一个质子转变成中子，同时释放一个正电子和一个中微子;在负β衰变中，核内的一个中子转变为质子，同时释放一个电子和一个反中微子。此外电子俘获也是β衰变的一种，称为电子俘获β衰变。
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。人们把重子数B当作描述粒子性质的一种电荷。正反重子不仅有相反的电荷，而且也有相反的重子数B。令任一个重子都具有重子数B=+1，则任一个反重子都具有B=-1。介子、轻子和规范子等非重子不具有重子数，即它们有B=0。重子数的守恒规律可表述为：任何粒子反应都不会改变系统的总重子数B。这表述既反映了不涉及反粒子时的重子个数不变，也概括了反粒子与粒子的成对产生和湮灭。我们容易理解中子和反中子的区别了，它们具有相反的重子数B，因此反中子能与核子相碰导致湮灭，而中子则不能。
此外，人们还类似地发现了轻子数的守恒性。中微子虽不带电，也不具有重子数，但它与反中微子具有相反的轻子数。按轻子数的守恒性，中微子与反中微子的物理行为也是很不一样的，实验还表明，介子数和规范粒子数是不具有守恒性的。这样我们看到，电荷只是粒子的一种属性，另外还有用重子数和轻子数等物理量刻画的其他属性。正反粒子的这些属性也都是相反的。1928年，英国青年物理学家狄拉克从理论上首次论证了正电子的存在。这种正电子除了电性和电子相反外，一切性质和电子相同。1932年，美国物理学家安德逊在实验室中发现了狄拉克所预言的正电子。1955年，美国物理学家西格雷等人用人工的方法获得了反质子。此后人们逐渐认识到，不仅质子和电子，所有的微观粒子都有各自的反粒子。
这一系列科学成果使人们日渐接近反物质世界。然而问题并不那么简单。首先，在地球上很难发现反物质。因为粒子与反粒子碰到一起，就像冰块遇上火球一样，或者一起消失，或者转变为其他粒子。所以在地球上，反物质一旦碰上其它物质就会被兼并掉。其次，制造反物质相当困难而且耗费巨大，需要如SSC或LHC之类的高科技仪器，并且即使制造出反物质，也难以保存，因为地球上万物都由物质构成。
我们周围的宏观物质主要由重子数为正的质子和中子所组成。因此，这样的物质被称为正物质，由他们的反粒子组成的物质相应地叫反物质。从粒子物理的角度讲，正粒子和反粒子的性质几乎完全对称，那么为什么自然界有大量的正物质，而却几乎没有反物质呢?这正是我们要讨论的问题。
反物质就是正常物质的镜像，正常原子由带正电荷的原子核构成，核外则是带负电荷的电子。但是，反物质的构成却完全相反，它们拥有带正电荷的电子和带负电荷的原子核。从根本上说，反物质就是物质的一种倒转的表现形式。爱因斯坦曾经根据相对论预言过反物质的存在：“对于一个质量为m，所带电荷为e的物质，一定存在一个质量为m，所带电荷为-e的物质(即反物质)”。按照物理学家假想，宇宙诞生之初曾经产生等量的物质与反物质，而两者一旦接触便会相互湮灭抵消，发生爆炸并产生巨大能量。然而，出于某种原因，当今世界主要由物质构成，反物质似乎压根不存在于自然界。正反物质的不对称疑难，是物理学界所面临的一大挑战。
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