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词条 反质子
释义

§ 反质子

反质子的发现 反质子-内部结构模型图

正电子的发现证实了狄拉克反粒子理论,一些理论物理学家开始认真对待这一理论。1934年泡利与克拉夫证明,即使不能形成稳定的负能粒子海,也会有相应的反粒子存在。于是人们就开始寻找其他粒子的反粒子。

早在1928年,狄拉克便预言了反质子的存在,但证实它的存在却花了20多年的时间。根据狄拉克的理论,反质子的质量与质子相同,所带电荷相反,质子与反质子成对出现或湮没,用两个普通的质子碰撞便可获得反质子,但反质子的产生阈能为6.8GeV。1954年,在加利福尼亚大学的劳伦斯辐射实验室,建成了64亿电子伏的质子同步稳相加速器,这为寻找反粒子提供了条件。1955年,张伯伦和塞格雷用上述加速器证实了前一年人们所观测的反质子的存在。由于反质子出现的机会极少,大约每1000亿高能质子的碰撞,才能产生数量很少的反质子,因而证实反质子的存在极为困难。1955年他们这个实验小组测到60个反质子。由于偶然符合本底不大,记数系统虽不算好,但较为可信。

不久他们又发现反中子。尽管高能粒子打靶时也能产生反中子,但是由于反中子不带电,更难从其他粒子中鉴别出来。他们是利用反质子与原子核碰撞,反质子把自己的负电荷交给质子,或由质子处取得正电荷,这样,质子变成了中子,而反质子则变成了反中子。

反质子(antiproton)是质子的反粒子,其质量及自旋与质子相同,但电荷及磁矩则与质子相反,带有与电子相同的负电荷。[1]

1955年,加州大学柏克莱分校物理学家塞格雷(Emilio Gino Segrè)和张伯伦(Owen Chamberlain)透过粒子加速器,而发现了这种反粒子,他们二人于1959年获得诺贝尔物理学奖。

由于这些粒子在与质子撞击时会相湮灭,转化为能量,因此这些粒子在自然界中的寿命极短。它们需在1,000万K以上的环境下方能产生,自然界中只有在宇宙大爆炸,方能产生出反质子。不过在CERN实验室作出的研究中,他们以同步加速器把质子加速至达26GeV量的水平,然后与金属铱棒撞击,其能量足够产生反质子,在所得到的粒子与反粒子中,科学家以磁力把反粒子隔离。

§ 反中子的发现

不久他们又发现反中子。尽管高能粒子打靶时也能产生反中子,但是由于反中子不带电,更难从其他粒子中鉴别出来。他们是利用反质子与原子核碰撞,反质子把自己的负电荷交给质子,或由质子处取得正电荷,这样,质子变成了中子,而反质子则变成了反中子。

§ 1984诺贝尔奖金物理学奖

鲁比亚,C.在正反质子对撞机上进行几百吉电子伏的对撞实验,发现了现代弱电统一理论所预言的传力子,因而获得1984年度诺贝尔奖金物理学奖。

§ 试验

1979年10月30日,美国科学家最近利用高空气球,测出了星际空间的反物质流。这是在地球上的实验室以外第一次发现反物质。

科学家们认为,这一发现对宇宙起源的研究将发生重要影响

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更新时间:2024/12/19 5:13:42