反τ子

反τ子

反τ子(反陶子,Antitauon)是τ子的反粒子。反粒子是相對於正常粒子而言的,它們的質量、壽命、自旋都與正常粒子相同,但是所有的內部相加性量子數(比如電荷、重子數、奇異數等)都與正常粒子大小相同、符號相反。

釋義


τ子(tauon),又稱 陶子、濤子,是帶負電荷、自旋⁄的基本粒子,標記為τ,由馬丁·佩爾實驗團隊於1975年發現。τ子、電子、μ子與對應的三種中微子,都歸屬於輕子;τ子是第三代輕子,電子是第一代,μ子是第二代。對應於τ子的中微子稱為τ中微子。τ子的反粒子稱為反τ子,帶正電荷,其壽命、質量、自旋都和τ子相同,標記為τ。

反粒子


有一些粒子的所有內部相加性量子數都為0,這樣的粒子叫做純中性粒子,反粒子就是它本身,比如光子、π介子等。並不是粒子物理學中的每種粒子都有這種意義上的反粒子,中微子就沒有反粒子,反中微子的定義與此不同。
反粒子的概念首先是1928年由英國物理學家狄拉克在他的空穴理論中提出的。1932年在宇宙射線中發現了正電子,證實了狄拉克的預言。1956年美國物理學家歐文·張伯倫Owen Chamberlain)在勞倫斯-伯克利國家實驗室發現了反質子。進一步的研究發現,狄拉克的空穴理論對玻色子不適用,因而不能解釋所有的粒子和反粒子。根據量子場論粒子被看作是場的激發態,而反粒子就是這種激發態對應的復共軛激發態。如果反粒子按照通常粒子那樣結合起來就形成了反原子。由反原子構成的物質就是反物質

反物質


在粒子物理學里,反物質(英語: antimatter)是反粒子概念的延伸,反物質是由反粒子構成的,如同普通物質是由普通粒子所構成的。例如一顆反質子和一顆反電子〈正電子〉能形成一個反氫原子,如同電子和質子形成一般物質的氫原子。此外,物質與反物質的結合,會如同粒子與反粒子結合一般,導致兩者湮滅,且因而釋放出高能光子伽馬射線)或是其他能量較低的正反粒子對。正反物質湮滅所造成的粒子,賦予的動能等同於原始正反物質對的動能,加上原物質靜止質量與生成粒子靜質量的差,後者通常佔大部分。(愛因斯坦相對論指出,質量與能量是等價的。)
反物質無法在自然界找到,除非是在稍縱即逝的少量存在(例如因放射衰變或宇宙射線等現象)。這是由於反物質若非存在於像物理實驗室的人工環境下,則無可避免地隨即與自然界的物質發生碰觸並湮滅。反粒子和一些穩定的反物質(例如反氫)可以人工製造出極少量,但卻不足以達到可對這些物質驗證其理論性的程度。
在科學與科幻領域,都有很大的疑問關於為何所見的宇宙很明顯地幾乎充滿了物質、是否有其他地方几乎充滿了反物質,以及是否能夠駕馭反物質,但在現今可見的宇宙範圍中,明顯的正反物質不對稱性成了物理的最大難題之一。許多可能的物理過程都是在探究重子時所發現。