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第12章 直线和波浪线(第6页)

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现在你可以这样做:找一个透明的容器,用一条浸过酒精(异丙醇/外用酒精效果最好)的毛毡把它的边缘包起来。

将容器密封,整体放在一层冰上,使底部表面冷却。

这会在容器内建立一个稀薄的酒精蒸气大气层,任何穿过塑料壁的粒子都会在尾迹中留下蒸气的痕迹,显露出浅色的线条—仿佛是凭空出现的。

你也可以在容器里放一块磁铁,带电粒子会绕着它做曲线运动。

电荷与磁性是同一个场的性质。

卡尔·安德森当时正在研究宇宙射线,他计算了到达地球表面的电子数量。

宇宙射线就是从太空中不断降落在我们身上的粒子碎片。

计算的时候,大多数电子的行为都和预测的一样,但有15条绕着磁铁的轨迹偏离了方向。

安德森观察到了带正电荷的电子。

从太空来的反物质。

[10]

反电子也叫“正电子”

然而,令人扫兴的是,带相反电荷的质子叫“反质子”

,带相反电荷的中子叫“反中子”

你可能很奇怪,众所周知,中子是一种中性粒子,怎么可能有带相反电荷的中子?我们将在下一章讨论这个问题。

QED让我们对现实的认识更加复杂,因为现在我们要处理7种粒子/场:质子、反质子、中子、反中子、电子、正电子、光子。

光子没有对应的反物质,这在费曼的时间反演理论中是完全合理的。

如果反物质真的是在时间上后退的普通物质,光子应该就是它自身的反粒子,因为光子不经历时间。

在狭义相对论中我们已经看到,随着速度的加快,时间会逐渐减慢,直至到达宇宙的极限速度。

光子正是以那个极限速度移动,对它们而言没有时间的概念。

光子的时间不会前进,也不会后退。

漫画书中反派的首选武器

反物质粒子的寿命很短,因为一旦遇到普通粒子(宇宙中的大部分粒子),它们就会湮灭,从而产生光子。

但不必担心,你可以在地球上自己制造反物质粒子,价格非常低,每克只需62万亿美元!

[11]

很明显,制造反物质非常困难和昂贵,所以粒子物理学家需要非常细致,才能制造少量的反物质。

在撰写本文时,保持最多反物质活跃的记录是2011年309个反氢原子(带1个正电子的反质子)活跃了惊人的16分30秒。

[12]

反物质技术值得研究的主要原因是,物质和反物质的碰撞能产生大量的能量,一茶匙那么大的物质-反物质就可以把火箭发射到半人马座α星系。

它也可以把一艘中等大小的宇宙飞船加速到光速的14,从而在几年内完成几个世纪才能完成的旅途。

当然,这种能量确实为武器制造提供了条件,军方官员偶尔也会讨论反物质炸弹的概念。

反物质可能会成为地球上最具破坏性的武器,也可能会成为我们逃离地球的唯一方法,这取决于我们如何利用它。

(1) 电影《星球大战》中的主要人物之一。

—译注

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