反物质的存在 怎样证明

反物质是物质的镜像。物质由原子组成,原子又由质子、中子和电子组成。质子带正电,电子带...通常物质中没有发现过反物质,即使在实验条件下,反质子也一瞬即逝。

当你照镜子时，看一看在镜子中的那个你，如果那个镜子里的家伙真的存在，并出现在你的面前，会怎么样呢？

科学家们已经考虑过这个问题，他们把镜子中的那个你叫做“反你”。他们甚至想象很远的地方有一个和我们现在的世界很象的世界，或者说是我们的世界在镜子里的像。它将是一个由反恒星、反房子、反食物等所有的反物质构成的反世界。但是反物质是什么，这一切又可能是真实的吗？

对于“反物质是什么”这个问题，并没有恶作剧的意味。反物质正如你所想象的样子——是一般物质的对立面，而一般物质就是构成宇宙的主要部分。直到最近，宇宙中反物质的存在还被认为是理论上的。在1928年，英国物理学家PaulA.M.Dirac修改了爱因斯坦著名的质能方程（E=mc2）。Dirac说爱因斯坦在质能方程中并没有考虑“m”——质量——除了正的属性外还有负属性。Dirac的方程（E=+或者-mc2）允许宇宙中存在反粒子。而且科学家们也已经证明了几种反粒子的存在。这些反粒子，顾名思义，是一般物质的镜像。每种反粒子和与它相应的粒子有相同的质量，但是电荷相反。以下是20世纪发现的一些反粒子。

正电子——带有一个负电荷而不是带有一个正电荷的电子。由CarlAnderson在1932年发现，正电子是反物质存在的第一个证据。 反核子——带有一个负电荷而不是通常带有一个正电荷的核子。由研究者们在1955年的伯克利质子加速器上产生了一个反质子。

反原子——正电子和反质子组合在一起，由CERN的科学家制造出第一个反质子（CERN是欧洲核子研究中心的简称）。共制造了九个反氢原子，每一个的生命只有40纳秒。到1998年CERN的研究者把反氢原子的产量增加到了每小时2000个。当反物质和物质相遇的时候，这些等价但是相反的粒子碰撞产生爆炸，放射出纯的射线，这些射线以光速穿过爆炸点。这些产生爆炸的粒子被完全消灭，只留下其它亚原子粒子。物质和反物质相遇所产生的爆炸把两种粒子的质量转换成能量。科学家们相信这种方法产生的能量比任何其它推进方法产生的能量强的多。 所以，为什么我们不能建一个物质——反物质反应机呢？建造反物质推进机的困难之处在于宇宙中反物质的缺乏。如果宇宙中存在相等数量的物质和反物质，我们将可能看到围绕我们的这些反应。既然我们的周围并不存在反物质，我们也不会看到物质和反物质碰撞所产生的光。

在大爆炸产生时粒子数超过反粒子数是可能的。如上所述，粒子和反粒子的碰撞把两者都破坏掉了。并且因为开始的时候有更多的粒子存在，所以现在的粒子是所有留下来的那些。今天在我们的宇宙中可能已经没有留下任何天然的反粒子。但是，在1977年科学家们发现在银河系中心附近有一个可能的反物质源。如果那个地方真的存在，也意味着存在天然的反物质，所以我们将不再需要制造反物质。

但是目前，我们将不得不创造我们自己的反物质。幸运的是，通过使用高能粒子对撞机（也叫做离子加速器）这种技术制造反物质是可行的。离子加速器，象CERN，是沿很强的环绕的超磁场排列的一些巨大的隧道，超磁场可以使原子以接近光速的速度推进。当原子通过加速器出来时，它轰击目标，创造出粒子。这些粒子中的一些就是用磁场分离的反粒子。这些高能离子加速器每年只能产生几个毫微克的反核子。一毫微克是一克的十亿分之一。所有一年之内在CERN产生的反核子只够一个100瓦的电灯泡亮3秒钟。如果要用反核子进行星际旅行将需要消耗几吨才能实现。

反物质就是由反粒子组成的物质。所有的粒子都有反粒子，这些反粒子的特点是其质量、寿命、自旋、同位旋与相应的粒子相同，但电荷、重子数、轻子数、奇异数等量子数与之相反

为了进一步探索反物质之谜，科学家在实践上采取了两种途径，一是在自然界中寻找反物质，研究反物质的自然状态；二是在实验室中制造反物质，从更多的角度研究反物质。１９９７年４月，美国海军研究实验室、西北大学和加州大学伯克利分校等五个著名研究机构的天文学家宣布，他们利用先进的伽马射线探测卫星发现在银河系上方约３５００光年处有一个不断喷射反物质的反物质源。它喷射出的反物质在宇宙中形成了一个高达２９４０光年的“喷泉”。这是宇宙反物质研究领域的一个重大突破。

正反物质相遇可释放出巨大的能量和比普通可见光强２５万倍的伽马射线。银河系反物质“喷泉”是通过这一间接证据发现的，因而它对深入反物质的性质帮助不大。为了“面对面”地研究反物质，科学家想到了直接“捕捉”反物质。在地面，由于大气干扰，几乎不可能“捕捉”到反物质，因此科学家把目光投向了太空。

１９９８年６月２日，美国“发现”号航天飞机携带阿尔法磁谱仪发射升空。这一核心部分由中国科学家制造的仪器，是当代最先进的粒子物理传感仪，目的是去太空寻找反物质。阿尔法磁谱仪这次随“发现”号上天，尽管没有发现反物质，但采集存贮了大量数据。２００２年它将被送上国际空间站，进行长达３年的数据采集工作。它对反物质的探索，很可能带来一次科学突破。

１９９５年欧洲核子研究中心的科学家在世界上制成了第一批反物质--反氢原子，揭开了人类研制反物质的新篇章。１９９６年，美国费米国立加速器实验室成功制造了７个反氢原子。此后，在实验室中制造反物质的工作受到很多科学家的高度重视。

２０００年８月１０日，欧洲核子研究中心宣布用于制造反物质的反质子减速器投入使用。 在世界各地９个研究所、３９名科学家的通力合作下，欧洲核子研究中心９月１８日宣布近日已成功制造出约５万个低能量状态的反氢原子，这是人类首次在受控条件下大批量制造反物质。总部设在瑞士名城日内瓦的欧洲核子中心的相关报告９月１８日由英国《自然》杂志在其网站发表。在本次试验中，科学家对粒子减速、进行“冷却”，最终成功制造出了大量的反氢原子。参与研究的科学家说，这是反物质研究的“一个重要里程碑”。

在宇宙学中，暗物质是指成分不明的猜测性的物质粒子。

“钱德拉”X射线观测望远镜拍摄到存在宇宙暗物质的新证据，在“钱德拉”拍摄的编号为NGC 720遥远星系X射线照片上，可以清楚地看到其周围的炽热气体云团（见图1左）。但是该气团的取向并不与星系自身的取向一致，这从利用可见光谱拍摄的照片中可以看（右）。NGC 720星系位于离开地球约8000万光年的地方。

天文学家认为，对气体云团奇特外形的解释只有一个：它被暗物质所围绕，否则气体云团应该膨胀。这表明，暗物质并非是为了消除引力理论某些缺陷的假想概念，而是真实存在的物质状态。根据物理学引力理论，没有暗物质，星系应坍塌成几部分，而恒星就会沿完全不同的轨道运转。

麻省理工学院有哪些院系？

(1)大学本科

1、工程建筑及城市规划建设学院

建筑学专业、城市研究与整体规划、媒体实验室、房产、造型艺术，文化艺术+高新科技

2、工程项目学院

航空公司外太空工程项目、生物科学、化学工艺、建筑专业、环保工程、电机工程、电子计算机科学与工程项目、新闻资讯科学、反物质工程项目、机械自动化、原材料科学与工程项目、交通物流研究所(供应链硕士和博士新项目)

3、历史人文以及社会科学学院

社会学、较为媒体研究、社会经济学、文学类、历史系、应用语言学、哲学思想、音乐与戏剧造型艺术、社会学、女士科学研究、写作计划组

4、阿尔佛雷德·P·斯隆管理学院

金融博士、会计博士、管理学硕士、MBA和金融学硕士

5、理学院

数学课、物理、有机化学、分子生物学、脑与认知能力科学、地球科学(包含空气科学和行星科学)

6、维澳波身心健康科学技术性学院

(2)硕士研究生

研究生院一共有六所：

工程建筑及城市规划建设研究生院

理工科研究生院

人文社会学研究生院

斯隆管理方法研究生院

当然科学研究生院

身心健康科学研究生院

UCLA是UniversityofCaliforniaatLosAngeles的缩写，就是指（美国）洛杉矶加利福尼亚大学，美国加州大学洛杉矶市。

加州大学洛杉矶分校坐落于美国洛杉矶市，是世界上着位的公办研究型大学，环太平洋大学联盟和国际公立大学社区论坛组员。该学校在2019WallStreetJournal、THE等各个排名中均居高美国公立大学第一，在2018QS大学生就业力排名中位列世界第二，在2018全球福布斯极具使用价值高校排名中位列美国第一，是美国申请办理人数最多高校。

2019年，位列2019全球大学排名学术研究排名第11，2020USNews世界高校排名第14，2020THE全球大学排名排名第17，2020QS全球大学排名排名第35，2019福布斯美国大学排名榜美国第38，2020USNews美国最好高校排名美国第20。

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