反物质- 维基百科，自由的百科全书

反物質（英語：antimatter）在粒子物理學中是反粒子概念的延伸(非物質)，反物質是由反粒子構成的，如同普通物質是由普通粒子所构成的。

例如一顆反質子和一顆反電子〈正 ... 反物質 維基百科，自由的百科全書 跳至導覽 跳至搜尋 此條目已經列出參考文獻，但是文內引註不足，部分內容的來源仍然不明。

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反物質 湮滅 實驗裝置 粒子加速器 潘寧阱 雲室 反粒子 正電子 反質子 反中子 反μ子 反τ子 反上夸克 反下夸克 反頂夸克 反底夸克 反魅夸克 反奇夸克 反電中微子 反μ中微子 反τ中微子 用途 正子斷層掃描 反物質燃料 反物質武器 研究機構 ALPHACollaboration ATHENA ATRAP CERN KEK（BELLE） SLAC（BaBar） IHEP 人物 保羅·狄拉克 趙忠堯 卡爾·安德森 安德烈·德米特里耶維奇·薩哈羅夫 閱論編 反物質（英語：antimatter）在粒子物理學中是反粒子概念的延伸(非物質)，反物質是由反粒子構成的，如同普通物質是由普通粒子所構成的。

例如一顆反質子和一顆反電子〈正電子〉能形成一個反氫原子，如同電子和質子形成一般物質的氫原子。

此外，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，且因而釋放出高能光子（伽瑪射線）或是其他能量較低的正反粒子對。

正反物質湮滅所造成的粒子，賦予的動能等同於原始正反物質對的動能，加上原物質靜止質量與生成粒子靜質量的差，後者通常佔大部分。

（愛因斯坦相對論指出，質量與能量是等價的。

） 反物質無法在自然界找到，除非是在稍縱即逝的少量存在（例如因放射衰變或宇宙射線等現象）。

這是由於反物質若非存在於像物理實驗室的人工環境下，則無可避免地隨即與自然界的物質發生碰觸並湮滅。

反粒子和一些穩定的反物質（例如反氫）可以人工製造出極少量，但卻基本不足以達到可對這些物質驗證其理論性的程度（但大量的正電子正子斷層照影等儀器可由產生)。

在科學或科幻方面，焦點環繞在為何所見的宇宙幾乎充滿了物質、是否有其他地方則是幾乎充滿了反物質以及是否能夠駕馭反物質，在現今可見的宇宙範圍中明顯的正反物質不對稱性成了物理的最大難題之一。

許多可能的物理過程都是在探究重子時所發現。

目次 1歷史 2性質 3應用 4參考資料 5延伸閱讀 6外部連結 歷史[編輯] 反物質 1927年12月，英國物理學家保羅·狄拉克提出了電子的相對論方程式，即狄拉克方程式[1]。

有趣的是，等式中發現除了一般正能量之外的負能量結果。

這顯示出一個問題，當電子趨向於朝著最低可能的能階躍遷時；負無限大的能量是毫無意義的。

但為了要彌補這條件，狄拉克提出真空狀態中是充滿了負能量電子的「海」，稱作狄拉克之海。

任何真實的電子因此會填補這些海中具有正能量的部分。

衍伸這個想法，狄拉克發現海中的這些「洞」則具有正電荷。

起初他認為這是質子，但赫爾曼·外爾指出這些洞應該是具有和電子相同的質量。

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。

在此期間，反物質有時也常被稱作「反地物質」。

雖然狄拉克自己沒有使用反物質這個術語，但是後來的科學家將反質子等粒子稱呼為反物質[2]。

完整的反物質元素週期表由夏爾·讓內於1929年完成[3]。

性質[編輯] 反質子、反中子和反電子如果像質子、中子、電子那樣結合起來就形成了反原子。

反物質和物質一旦相遇，就相互吸引、碰撞並完全轉化為光並釋放出的巨大的能量，這個過程叫做湮滅。

湮滅過程會釋放出正、反物質中蘊涵的所有靜質量能，根據愛因斯坦著名的質能關係式──E=mc²，一種在科學界受到普遍認同的理論認為，宇宙大爆炸早期曾產生了數量相當的物質和反物質，隨後發生的物質和反物質的湮滅消耗掉了絕大部分的正、反物質，遺留下的少部分正物質構成了現如今的物質世界。

理論上宇宙大爆炸時所產生的粒子與反粒子應該數量相同，但是為什麼現今所遺留下來的絕大多數都是正粒子，這即所謂的「正反物質對稱性破壞」（對稱破缺），雖然在幾個粒子對撞試驗中，都發現了正粒子與反粒子的衰變略有不同，即所謂的電荷宇稱不守恆（CP破壞），但在數量上仍不足以解釋為何現今反物質消失的問題，這在粒子物理學上仍是一大未解決的問題。

應用[編輯] 想像中用反物質當燃料的反物質火箭（英語：antimatterrocket） 因為物質與反物質的湮滅時質量可完全轉換成能量，帶來最大的能源效率，且單位產量是核能的千百倍或常規燃料的億兆倍。

根據愛因斯坦的質能關係式E=mc2。

其中E為湮滅產生能量，m為參與的正物質和反物質湮滅前總靜止質量，c為光速≈3x108米/秒。

舉例來說，二分之一克反物質湮滅所產生的能量大約與廣島市原子彈爆炸所產生的能量相當（即是一克反物質湮滅所產生的能量約為2-3萬噸TNT當量，或者是大約200億千卡），所以一直有人研究其作為新能源的可行性，主要用於很難補給燃料的航太用，甚至作為反物質武器。

但是由於目前人為製造反物質的方式，是由加速粒子打擊固定靶產生反粒子，再減速合成的。

此過程所需要的能量遠大於湮滅作用所放出的能量，且生成反物質的速率極低，因此尚不具有經濟價值。

此外，反物質與物質相遇會發生湮滅，保存上也是一大問題。

參考資料[編輯] ^P.A.M.Dirac.TheQuantumTheoryoftheElectron.ProceedingsoftheRoyalSocietyofLondon:SeriesA.1928,117(778):610–624.Bibcode:1928RSPSA.117..610D.JSTOR 94981.doi:10.1098/rspa.1928.0023.  ^M.Kaku,J.T.Thompson.BeyondEinstein:TheCosmicQuestfortheTheoryoftheUniverse.OxfordUniversityPress.1997:179–180.ISBN 0-19-286196-4.  ^P.J.Stewart.CharlesJanet:Unrecognizedgeniusoftheperiodicsystem.FoundationsofChemistry.2010,12(1):5–15.doi:10.1007/s10698-008-9062-5.  延伸閱讀[編輯] G.Fraser.Antimatter,TheUltimateMirror.CambridgeUniversityPress.2000.ISBN 978-0-521-65252-0.  外部連結[編輯] 維基共享資源中相關的多媒體資源：反物質 FreeviewVideo'Antimatter'bytheVegaScienceTrustandtheBBC/OU（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） CERNWebcasts(RealPlayerrequired) WhatisAntimatter?(fromtheFrequentlyAskedQuestionsattheCenterforAntimatter-MatterStudies) FAQfromCERNwithlotsofinformationaboutantimatteraimedatthegeneralreader,postedinresponsetoantimatter'sfictionalportrayalinAngels&Demons WhatisdirectCP-violation? AnimatedillustrationofantihydrogenproductionatCERN（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）fromtheExploratorium. 規範控制 BNF:cb119428816(data) GND:4142686-1 LCCN:sh85005698 取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=反物质&oldid=68110116」 分類：量子場論反物質物理學中未解決的問題虛構力量源隱藏分類：自2019年11月缺少註腳的條目含有英語的條目包含BNF標識符的維基百科條目包含GND標識符的維基百科條目包含LCCN標識符的維基百科條目 導覽選單 個人工具 沒有登入討論貢獻建立帳號登入 命名空間 條目討論 臺灣正體 已展開 已摺疊 不转换简体繁體大陆简体香港繁體澳門繁體大马简体新加坡简体臺灣正體 查看 閱讀編輯檢視歷史 更多 已展開 已摺疊 搜尋 導航 首頁分類索引特色內容新聞動態近期變更隨機條目資助維基百科 說明 說明維基社群方針與指引互助客棧知識問答字詞轉換IRC即時聊天聯絡我們關於維基百科 工具 連結至此的頁面相關變更上傳檔案特殊頁面靜態連結頁面資訊引用此頁面維基數據項目 列印/匯出 下載為PDF可列印版 其他專案 維基共享資源 其他語言 العربيةالدارجةAsturianuAzərbaycancaБеларускаяБългарскиবাংলাBosanskiCatalàMìng-dĕ̤ng-ngṳ̄ČeštinaCymraegDanskDeutschΕλληνικάEmiliànerumagnòlEnglishEsperantoEspañolEestiEuskaraفارسیSuomiFrançaisGaeilgeGalegoעבריתहिन्दीHrvatskiMagyarBahasaIndonesiaÍslenskaItaliano日本語Қазақшаಕನ್ನಡ한국어LatinaLietuviųLatviešuМакедонскиമലയാളംमराठीBahasaMelayuNederlandsNorsknynorskNorskbokmålOccitanਪੰਜਾਬੀPolskiپنجابیPortuguêsRomânăРусскийSicilianuSrpskohrvatski/српскохрватскиසිංහලSimpleEnglishSlovenčinaسرائیکیSlovenščinaShqipСрпски/srpskiSundaSvenskaதமிழ்ТоҷикӣไทยTagalogTürkçeТатарча/tatarçaУкраїнськаاردوOʻzbekcha/ўзбекчаTiếngViệt吴语Bân-lâm-gú粵語 編輯連結