第60节

作者:艾萨克·阿西莫夫

|

类型:社科·自然

|

更新时间:2019-10-08 03:04

|

本章字节:2518字

二十世纪初,物理学家开始明白,一切物质都是由某几种不同的粒子组成的。1930年,英国物理学家狄拉克在研究这些粒子的数学理论时断言说,每一种粒子都应该会有它的对立面。


举个例子说吧!电子具有负电荷,而质子具有大小正好相同的正电荷,但这两种粒子并不是对立面。质子的质量显然比电子大得多。


按照狄拉克的意见,应该存在着一种具有与电子同样大的质量、但却带有一个正电荷的粒子,也应该有一种具有与质子同样大的质量、但却带一个负电荷的粒子。这两种粒子后来确实被人们探测到了,因此,我们现在知道有一种“反电子”(即“正电子”)和一种“反质子”。


中子根本不带任何电荷,但它有一个指向某个方向的磁场。“反中子”也不带电荷,但它的磁场所指的方向同中子的磁场相反。


似乎存在着这样一条自然规律:一个粒子可以转变为另一个粒子,但是,要是在起先并不存在粒子的情况下产生了一个粒子,就必定会同时产生一个反粒子。


这里可以举一个例子,一个中子可以转变成一个质子,由于这是一个粒子转变成另一个粒子,似乎是不成问题的。不过,在这个转化过程中还形成了一个电子。这就等于说有一个粒子变成了两个粒子。为了抵消掉这第二个粒子,这时还形成了一个非常微小的反粒子,即所谓“反中微子”。


这时,一个粒子(即中子)变成了另一个粒子(即质子)加上一个粒子-反粒子对(即电子和反中微子)。


粒子-反粒子对既可以从能量产生出来,也可以重新全部变为能量。你无法用能量仅仅产生一个粒子,也无法仅仅产生一个反粒子,但是,你可以用能量产生一个粒子-反粒子对。


能量本身是由“光子”构成的,这就产生了一个问题:光于是个粒子呢,还是个反粒子?似乎没有任何办法把一个光子转变成一个电子,所以,它不可能是粒子。但是,同样也没有任何办法把它转变成一个反电子,所以,它也不可能是反粒子。


不过,一个能量充分高的γ射线光子可以转变成一个电子-反电子对。这么一来,光子本身似乎既不是粒子,也不是反粒子,而是一下子就代表一个粒子-反粒子对。


每一个光子也都是一个反光子。换句话说,光子就是它自身的对立面。


你可以这样来看待这个问题:假定你把一张纸从当中对折,并把它一分为二。在其中的半张纸上写下所有粒子的名称,而在另外半张纸上写下所有反粒子的名称。那么,你该把光子写在什么地方呢?当然是该写在折缝里了。


正是由于这个原因,粒子世界所产生的能量是由光子组成的,反粒子世界产生的能量也是由光子组成的,两者之间毫无差别。能量就是能量,并不存在什么反能量之类的东西(就我们目前所知道的而论)。