120,492
次編輯
變更
反粒子
,無編輯摘要
'''反粒子'''是相对于正常粒子而言的，它们的[[质量]]、寿命、自旋都与正常粒子相同，但是所有的内部相加性量子数（比如[[电荷]]、重子数、奇异数等）都与正常粒子大小相同、[[符号]]相反。有一些粒子的所有内部相加性量子数都为0，这样的粒子叫做纯中性粒子，反粒子就是它本身，比如[[光子]]、π0介子等。
如果反粒子按照通常粒子那样结合起来就形成了反原子，是[[正电子]]、反质子、反中子、反中微子、反介子、反超子等粒子的统称，由反原子构成的[[物质]]就是反物质。
在[[原子核]]以下层次的物质的单独形态以及[[轻子]]和[[光子]]，统称粒子。在[[历史]]上，有些粒子曾被称为[[基本粒子]]。
所有的粒子，都有与其质量、寿命、自旋、同位旋相同，但电荷、 [[ 重子数 ]] 、 [[ 轻子数 ]] 、奇异数等量子数异号的粒子存在，称为该种粒子的反粒子。除了某些中性玻色子外，[[粒子]]与反粒子是两种不同的粒子。
一切粒子均有其相应的反粒子，如电子e-的反粒子是正电子e+，质子p的反粒子是反质子， [[ 中 子n 子]]n 的反粒子是反中子，1959年 [[ 王淦昌 ]] 领导的小组发现的反西格码负超子是Σ-的反粒子。有些粒子的反粒子就是它自己。如[[γ光子]]、π0介子和η介子。一些中性玻色子如光子、π0介子等，其反粒子就是它们自己。
==发现过程==
反粒子最早是1928年P.A.M.[[狄拉克理论]]上预言正电子而提出的，1932年被C.D.安德森实验发现而证实；1956年 [[ 美国 ]] 物理学家张伯伦在劳伦斯-伯克利国家实验室发现了反质子，他用[[玻璃管]]中的被 [[ 粒子加速器 ]] 加速过的高能粒子对相撞，发现在突然间成对出现了几道轨迹，又在短[[时间]]内相撞而互相湮灭，这是人们第一次直接观测到反粒子。进一步的研究发现，狄拉克的 [[ 空穴理论 ]] 对 [[ 玻色子 ]] 不适用，因而不能解释所有的粒子和反粒子。根据 [[ 量子场论 ]] ，粒子被看作是场的激发态，而反粒子就是这种激发态对应的复共轭激发态。
正反粒子是从场论的观点来认识的，场的激发态表现为粒子，与之对应，场的复共轭激发态表现为反粒子。当γ光子的能量大于某种粒子静能的两倍，在一定的条件下就可以产生正反粒子对；反之，正反粒子相遇可湮灭并产生两个光子或 3 个光子，遵从[[ 质量-能量守恒]] 和[[动量守恒]]。
每一种粒子都有一个和它的质量、寿命、自旋严格相等，而电荷却正好相反的反粒子存在，这是狄拉克在他的正电子预言中提出来的。狄拉克方程预言了一种新的电子——正电子，从而开创了反原子、反物质、反世界的研究。1932年美国物理学家安德森在宇宙线的研究中发现了正电子，这是人类发现的第一个反粒子。