題:
反物質看起來像什麼?
Catzmuze
2016-11-26 21:22:39 UTC
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我在電視上看到過反物質的模擬。反物質曾經被拍照嗎?

那些可能不是模擬。它們可能是藝術家使用計算機創建的反物質描述
如果更準確地說“看起來”,它將使討論更加集中。如果看起來像“檢測到”中那樣,您將得到一個答案;否則,您將得到一個答案。如果看起來像“不借助輔助工具或僅借助光學輔助工具進行觀察”中的外觀,您將得到不同的答案。您是否認為在氣泡室中檢測到它的照片,還是想要足夠的材料來拍攝宏觀物體的圖像?這將清除答案中提出的一些問題。這是“簡單問題可以有復雜答案”的一個實例。
六 答案:
fffred
2016-11-26 21:30:24 UTC
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地球上產生的反物質總量甚至不足以被肉眼看到,因此很難回答。

但是,如果可以以穩定的固體或液體材料形式獲得一堆反物質,則沒有理由認為它的外觀會有所不同。的確,它與可見光的相互作用與平常的事情幾乎完全相同,因此它看起來 是相同的。

更新: 正如評論所解釋的,一塊反物質的外觀與它的對應物相同。因此它可能具有任何顏色,紋理,光澤等。

我們可能會補充說,其原因是光子是其自身的反粒子,因此我們可以假設它與反物質相互作用的方式與物質相同。
說這看起來像是常規問題並不能給我清晰的畫面。是灰色,綠色,有光澤,無光澤,液體,氣體,固體嗎?或者,從我在這裡的其他答案中可以得出的結論,我們可以理論上安排反物質(具有大量能量等),使其具有我們想要的任何物理上可能的形狀/狀態/性質,就像我們對物質所做的那樣嗎?在這種情況下,答案將是“它看起來像您想要的任何東西?”
@Pedro是的,後者。我同意如果這樣明確地回答會更好,但這就是它的意思。
@Pedro是*重要*是灰色,綠色,有光澤,無光澤,液體還是固體等?您是否看到*問題*是一個廣義的類別,而所有這些都不是唯一的一個嗎?反物質是完全一樣的。用反物質製成的蘋果看起來與用反物質製成的冰塊看起來有所不同。
@Pedro反氫雲看起來像氫雲,即它是不可見的。一小坑的水似乎就像一小撮水。反Pedro看起來像Pedro。
顏色和光澤,是的。紋理是關於您觸摸時的感覺,而反物質與被觸摸時的反應截然不同:-)
[所以是這樣嗎?](http://static2.fjcdn.com/comments/Antimatter+62+5+trillion+dollars+gram+_f62254194ba0a865a2cff697333c593f.png)
@Simon在反實驗室中,反西蒙或反我可能會感覺到。
即使一切都相等,我也可以想像一個實驗來區分它們。它會在金屬上反射光(或發光的東西)。光(在金屬上)被由光子電場引起的電子振動雲反射。電場使電子“上下波動”會引起反電子(正電子)振動“上下波動”,但相位差為180º。 這個實驗可能嗎?誰能證明這是不可能的?我很想听聽您的意見。
@J.Manuel如何偏振光。如果光通過假設的反物質偏振濾光片,應該如何偏振不同?或者,通過物質偏振濾光片時,反物質反射的光與相應物質反射的光有何不同。
@Adwaenyth我也考慮過極化,但是在我看來,比起簡單的180º相差,這個過程可視化要稍微複雜一點。但是,我們所說的只是某種工具。不可能用肉眼“看到”任何光相位差:-)
@Luaan“即使正電子包絡要比金的電子包絡要大得多?” - 什麼?不,什麼?什麼?您為什麼認為正電子與電子質量不同的前提是正確的?您認為正電子是質子還是什麼?
@Yakk那是一個奇怪的錯誤。我想說這背後有一個更聰明的主意,但我認為那不是真的:)
Pieter
2016-11-26 21:31:10 UTC
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反物質看起來就像物質。實驗上,反氫光譜線與普通氫光譜線之間沒有差異。相同的發射光譜。

光子是它自己的反粒子。它與物質的相互作用方式與反物質相同。

PS:Ahmadi等人在最近的《自然》雜誌上給出的上限為$ 2.10 ^ {-10} $: http://www.nature.com/nature/journal/vaap/ncurrent/pdf/nature21040.pdf
anna v
2016-11-26 22:54:07 UTC
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質子是什麼樣子

proton enter image description here

由於鉀離子已經與氫中的質子相互作用,最右邊的束軌跡產生了4條軌蹟的噴霧。較長的突出顯示的軌道顯然很暗-每厘米產生的氣泡數量比光束軌道要多;這告訴我們它的移動速度更慢。 (有關詳細信息,請單擊此處。)這樣的軌道是氣泡室圖片中的常見特徵,通常表示質子。

反質子是什麼樣子?

antiproton enter image description here

此圖中的暗線是由帶電粒子迫使其穿過液態氘時產生的。

突出顯示的軌跡是反質子,它在 將反λ轉化為反質子和介子

在圖片的左上角,該反質子與氘核的質子成分一起被ni滅,產生了一個六叉'滅的“星”。 (如果它撞擊了中子,則通過電荷守恆,叉的數量必須是奇數。)

首先,將電荷與氣泡室中的質子與反質子區分開。反質子可以釋放質子無法釋放的大量能量。

總而言之,已經拍攝了質子和反質子,所以是的,已經拍攝了反物質。在基本粒子相互作用的研究中,成千上萬的此類圖片。

在評論中觀察後編輯,這些軌跡就像足跡,而不是粒子的照片。

什麼是照片?通過散射光子與薄膜的相互作用,它是二維形狀的永久記錄。

上面的軌跡不僅僅是足跡,它們是經過的粒子的形狀和質量的連續模子(這就是為什麼我們知道它是質子的原因,電離依賴性表明了這一點)。它們是通過的粒子通過光子交換的相互作用。在微觀上,軌蹟的每個delta(x)是粒子的照片,而薄膜是腔室的氫,然後對其進行拍照。所以這是一張照片的照片。

這些不是反質子的照片,而是它們的大得多的*效果*。這就好比說凝結尾蹟的照片與產生它們的不明飛行物的照片相同。
如果您可以證明ufo的存在。我們有證據證明反質子存在(請參閱最後的跡線)。我們看到的一切都是代理,我看到此屏幕的原因是光子撞擊我的視網膜並被我的大腦解釋為“帶字母的屏幕”。實際上,凝結尾蹟的照片告訴我飛機已經過了。在粒子級別,這些是我們可以拍攝的照片,質子還是反質子。
除了(認識論)認識論的切線外,無論您的大腦做什麼,一張足蹟的照片都與一張照片不同。;)
請注意,在Safari中(至少對我來說),高光不是在圖像頂部分層,而是在右側。
@BrockAdams很好,模具是三維的“照片”,比佔地面積大得多的信息,並且腔室內的軌道是模具,這就是集體材料“用相互作用的光子記錄/拍攝照片”的方式。
我有點像答案中的觀點,這取決於您對反物質的“看法”。如果您通過在物質檢測器中分析反物質粒子的軌跡來“查看”反物質粒子,您肯定會看到它是反物質。正如其他答案所指出的,光子不會告訴您差異。我希望有人在答案中增加科學家如何知道是否存在反物質星系。
當物質遇到反物質時,@Magicsowon會以衰減模式分解成兩個非常特定的能量光子,每個光子位於質心處,具有質能。即e + e-到兩個光子,或pp_bar到兩個光子。天體物理學家正在尋找這些特定的峰,特別是從星系輻射出來的反質子峰,而沒有找到它們。這些都是可檢測的http://adsabs.harvard.edu/full/1971A%26A....15..206S。NASA正在進行搜索http://adsabs.harvard.edu/full/1971A%26A....15..206S
在這兩個“圖像”中,我都在左側看到黑白/灰色圖像,在右側旁邊看到一個紫色的“弧”。在第一個“圖像”(“質子看起來像什麼?”圖像)中,我注意到在紫色的“弧”上方有一個小的紫色的“點”(“斑點”)。如果覆蓋“灰色”和“紫色”圖像,則在“灰色”圖像上看不到與紫色“斑點”相對應的任何內容。1)這個小的“斑點”是不應該存在的人工產物嗎?2)再一次,如果我覆蓋“灰色”和“紫色”(“質子”)圖像,紫色弧線不會“完全”與灰色弧線對齊,這是故意的嗎?
-1
@BrockAdams不完全是。我們所看到的只是效果-到達您的眼睛的光是您正在查看的對象與以某種方式與其交互的光之間相互作用的結果。唯一棘手的部分是,您正在查看的粒子數量很少(通常只有一個),這些粒子不會形成大的“圖片”-但是您仍可以跟踪所有單獨的交互*可以看到*以達到關於整體的結論。而且我們可以看到的所有微小相互作用都告訴我們,反物質的電磁相互作用與正常物質相同,因此它看起來應該相同。
@Magicsowon我應該補充說,在我們大部分物質宇宙中發生的反物質星系會議將是在界面真空中相遇的物質,產生the滅,並賦予反物質光子特徵。https://www.scientificamerican.com/article/how-do-we-know-that-dista/
@BrockAdams UFO不會留下凝結尾跡。他們在技術上太先進了。:-)
精美的圖片,但您不應該與自己矛盾-相反,使答案成為一個內聚的正確整體。不要使用“編輯”一詞,如果需要,我們可以在帖子歷史記錄中看到編輯內容。完成後,您可以將我的消息標記為過時。
與@AaronHall的矛盾是?
@AaronHall's的重點是關於您的句子*“觀察後編輯後,發現這些軌跡就像足跡,而不是粒子的照片。” *
正如AnnaV所說,“質子看起來像什麼”的唯一可能含義。“看到”亞原子粒子是完全沒有意義的。句子片段“質子是什麼樣子”只能以類似於“愛是什麼樣子”或“軟件包體系結構是什麼樣子”的方式解釋。通常是“看起來像?”只能由其他一些概念來回答(也許是電子表格,圖表,計劃或其他概念)。
AccidentalFourierTransform
2016-11-26 23:35:50 UTC
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卡爾·大衛·安德森(Carl David Anderson)因拍攝正電子照片而獲得了諾貝爾獎:

$ \ hspace {60pt} $ enter image description here

(來源:正電子,作者:C.D。Anderson)。備註:圖像是在雲室中看到的正電子路徑的照片。

為了比較起見,電子(正電子的反粒子)的軌跡是

$ \ hspace {60pt} $ enter image description here

(來源:宇宙射線粒子的能量,作者:安德森(C.D Anderson))

如果您對不同粒子軌蹟的照片感興趣,例如$ \ alpha $粒子,我建議查閱Anderson的文章:

$ \ hspace {60pt} $ enter image description here

無論如何,總的信息很清楚:粒子和反粒子除了曲率的符號(由電荷決定)外,都走相同的軌跡。

是的,但是在您的第一句話中,您說他是因為拍攝了正電子而不是因為拍攝了正電子的路徑而獲得了諾貝爾獎,所以您可能需要對其進行編輯以使其更加清晰。當被問及某架飛機的樣子時,這就像在張貼轉換軌蹟的圖片一樣
@AccidentalFourierTransform由於您在沒有說明它是版本的情況下對其進行了編輯,因此我將刪除之前的評論,因為它現在看起來很奇怪。
Yakk
2016-11-29 02:15:11 UTC
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就我們所知的物理學知識而言,反物質-反物質相互作用在化學上與物質-物質相互作用相同。任何對稱性破壞都非常小,以至於在人類規模上都沒有可觀察到的影響。

它與光子的相互作用也相同。

唯一不同的相互作用方式是物質-反物質反應,它消滅並釋放大量能量。


所以簡短的答案是,看起來很重要。但是,如果它與物質完全隔離,那麼它看起來就像是物質。

這樣做非常困難。

假設我們有一個1千克的反物質金塊在硬真空中漂浮在星際空間中,在100K下(在星際空間中的氣體“細絲”中)的粒子密度為10 cm原子/ cm ^ 3。 / p>

它將在側面不到4厘米處形成一個立方體,表面積約為100厘米^ 2。

空間中的聲音速度約為100 km / s。這大概是星際介質中原子的傳播速度。

這給了我們

  100 km / s * 100 cm ^ 2 * 1.7 * 10 ^ -24 g / cm ^ 3 * c ^ 2
 

這是0.15瓦。

因此,在堅硬的真空中,以0.15瓦的熱量散發1千克的抗金立方體。在近地空間中,由於太陽風的作用,它的亮度會提高幾倍。

在地球上或在加壓的大氣中,它會更亮一些:3 * 10 ^ 17瓦。

因此,在太空中漂浮的一塊反金塊看起來大都像金子。至少直到您將其與火箭推進器的殘渣打擾為止。

只需評論“空間中的聲速”-那裡就沒有聲波。否則我同意。
@Pieter有並且可以是聲波。它們與太陽能係統規模相當,或者在波長上更大。聽起來不是很“聽起來”(因為頻率有點低),但是它們是通過介質傳播的壓力波。基本思想是,介質中最高頻率的“聲”波是該介質中粒子的平均自由程。高於該波長(且低於隱含頻率)的壓力波可以表現為“聽起來像”。在地球附近,它給出了長達一個月的頻率作為最高頻率。也許我快要崩潰了。
那是次聲:)
但是您似乎高估了速度。氫原子發出的聲音速度大約是空氣中的五倍。而且也僅與溫度的平方根成正比。
在[此問題](http://physics.stackexchange.com/q/162184/27542)中描述(帶有答案)
PNDA
2016-12-21 08:17:36 UTC
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根據最近的一項實驗,它看起來與正常物質完全相同(或者至少它們以相同的方式與光譜相互作用)。

紙張: http://www.nature.com/nature/journal/vaap/ncurrent/full/nature21040.html

摘要: http://www.iflscience.com/physics/light-spectrum-of-antimatter-observed-for-the-第一次/



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