如果反物質與物質性質相同，為什么說見了反物質人會灰飛湮滅？

在地球上我們所看見的物質都為物質（正物質），它們由原子、電子組成。此中原子中的電子帶負電，質子帶正電。而反物質則相反，其質子帶負電，電子帶正電。

不僅僅是地球，整個宇宙中所有物質都是由物質組成的，所以宇宙的任何一個角落和地球具有不異的物理特征和化學特征。但若是傳統的物質是反物質組成的將會若何呢?

按照面團的具體當作分和含水量，面包面團有可能具有粘性。若是孩子在揉面團，而面團自己是反物質而不是正常物質，那么“粘性”的會若何？。

當我們談論物質的性質時，好比粘性、彈性、有彈性或彎曲性，這些都是宏不雅的特征。在科學上，您可以在不改變物質性質的環境下測量它們的性質。當您觸摸黏糊糊的面團、橡皮筋或彎曲的樹枝時，即使您觸摸它們，改變它們的物質性質，它們也會連結粘性、有彈性或彎曲。

宏不雅下的微不雅宿世界

若是要領會是什么導致了這些物理特征，就要深切到微不雅宿世界，才能領會決議物質性質底層邏輯是什么。在微不雅標準下，一切都是由原子組成的。這些原子連系在一路形當作分子，而分子又經由過程原子間的彼此感化力連系在一路，于是才有了大型的物質。

水分子的動態彼此感化：單個的H2O分子是v形的，水之所以具有v形的特征是因為它的分子布局和這些水分子中電子的行為，反水是什么樣的？

當某物摸起來很粘時，是因為您接觸的物質中的電子與您指尖中的電子以一種特別的體例彼此感化，從而發生了我們所說的粘性。所有與這種“粘性”感受有關的工具，都是基于這些原子中的電子是連系的體例:共價鍵、離子鍵、夾雜物、懸浮液和溶液，以及它們和其他物質之間的氫鍵（水分子中的氫鍵）。

這種微不雅宿世界中粒子的彼此感化并非只會發生“粘性”，它可以給您帶來各類各樣的交互，使您和物質間可以有“交流”。好比：指尖替代當作眼睛，物質可以按照自身顏色的特征釋放出光子和反射光子與您的眼睛進行交互，您就可以看到物質的顏色。而釋放光子，釋放什么光子在微不雅層面是原子中電子的躍遷與電子躍遷的能級差所決議的，于是它決議了物質性質和彼此感化。

反物質的微不雅宿世界

在實際糊口中，我們可以隨意拿現有物質過來試驗不雅察，但我們卻沒有大量的不變的反物質。若是有的話，我們就可以操縱反原子構建當作反分子和反宏不雅物體，并測試它是若何與其他反物質彼此感化的。對于研究反物質的物理學家和材料科學家來說，這仍然是一個胡想。事實上，很長一段時候，我們所做的一切都是從理論與計較中獲得。

反物質的概念已經有90年的汗青了，最初只是純理論的。1927年12月，英國物理學家保羅·狄拉克提出了電子的相對論方程，即狄拉克方程。有趣的是，等式中發現了負能量。這顯示出一個問題，當電子趨勢于朝著最低可能的能級躍遷時，會呈現負無限大的能量，這是是毫無意義的。

為了要填補這前提，狄拉克提出真空狀況中是布滿了負能量電子的“海”，稱作狄拉克之海。任何真實的電子是以會填補這些海中具有正能量的部門。狄拉克發現海中的這些“洞”則具有正電荷。開初他認為這是質子，但赫爾曼·外爾指出這些洞應該是具有和電子不異的質量。

1932年由美國物理學家卡爾·安德森在嘗試中證實了正電子的存在，這是我們發現的第一個反物質。它有一個奇異的屬性:自旋翻轉了，電荷翻轉了，其他量子數也翻轉了。于是物理學家發現了反物質的存在，物理學呈現了一個全新的宿世界。

物理學家發現正電子會與碰到的任何電子一路湮滅，釀成純能量(光子)。這個此刻被稱為正電子的反粒子。90多年后的今天，我們知道每一個物質粒子都有一個與之對應的反粒子。

此刻所有的模子都已經被直接探測到，比來的一次，希格斯玻色子，在十多年前，于LHC嘗試室被發現。所有這些粒子都可以在大型強子對撞機的能量下發生，粒子的質量決議了根基的常數，這些常數讓我們可以完整地描述它們。這些粒子和反粒子可以用尺度模子下的量子場理論的物理學來很好地描述。

我們想要締造反物質，就必需先締造反粒子。我們可以經由過程愛因斯坦的E = mc?計較出能量，來制造出當作對的正反粒子，而這此中最大的難題是，這些粒子老是以接近光速的速度活動，想要捕獲它們談何輕易，而且它們呈現之后很輕易在由物質組成中的宿世界碰到（正）粒子，從而衰變或湮滅，更別撮要把它們組裝起來制造出反原子，反分子，甚至是反人類。

反物質制造

不外比來，物理學家已經在測驗考試經由過程嘗試來測試反粒子是若何連系在一路的。在歐洲核子研究組織，歐洲核研究組織和大型強子對撞機的地點地，整個大型綜合體致力于反物質的建立和研究。它被稱為反物質工場，其專業不僅涉及發生低能反質子和低能正電子，并且還涉及將它們連系在一路以形當作反原子。

上圖：歐洲核子研究中間(CERN)。在這里，帶電荷的反物質粒子堆積在一路，按照與反質子連系的正電子的數目，可以形當作正離子、中性原子或負離子。若是我們可以或許當作功地捕捉和儲存反物質，它將是一個100%有用的燃料來歷。我們還起頭測量反物質的電磁特征，這與已經測量到的正常物質的電磁特征是不異的。

反物質是否和通俗物質一樣具有粘性，最終的結論可能就會從這里發生。若是反物質遵循與正常物質不異的近似法則，那么反原子應該表示出與正常原子不異的某些特征。它們應該有不異的能級，不異的(反)原子躍遷，擁有不異的接收能力和具有不異的發射能量，而且應該連系在一路形當作反分子，就像原子形當作正常分子一樣。

氫原子中，一個電子繞著一個質子轉。反氫原子中，一個正電子(反電子)環繞一個反質子扭轉。正電子和反質子別離是電子和質子的反物質的對應物。

2016年，CERN進行了科學家初次測量了反氫原子的原子光譜。第二年，他們可以或許測量反原子的超邃密布局的能級，并再次獲得了與正常物質的能級很是吻合的成果（誤差在0.04%以內）。

此刻已經進行了令人難以置信的切確測量，每一次的成果都是一樣的:反原子中的正電子具有與正常原子中的電子，具有不異的量子特征，包羅不異的躍遷和不異的能級。更重的反原子核也被締造出來了，每一次我們都獲得了同樣的成果。于是我們終于可以說反原子具有與正常原子不異的電磁特征。

在2020年2月，關于反氫原子量子躍遷的嘗試驚人細節被揭示出來。在每一個深奧無極量的點上，光譜都與在正常物質中所不雅察到的相似。

反物質第一次切確測試到此刻已顛末去了好幾年，此刻我們已經可以構建大量的反物質“積木”：

反質子

反中子

反質子和反中子連系在一路形當作的較重的原子核

正電子

連系在一路，表示出與正常物質在任何深奧無極量的方面都不異的量子躍遷。

分歧點

在我們所知道的物理定律下，要說有什么正反物質可能是分歧的，那可能就是弱力下的放射性衰變。弱核彼此感化是獨一許可打破物質和反物質之間某些對稱性的彼此感化，因為在物質和反物質之間的有些過程會略有分歧。例如，兩個質子在太陽中融應時，發生氘的幾率是1 / 1028。對于反太陽中的反質子和反氘，這個值可能不不異。