第八层 光能制造物质
根据粒子标准模型,基本粒子之间能相互转换。
例如在β衰变中,中子能转变为质子,而这个过程会伴随一个电子和反电子中微子。这是因为自然界强制要求,所有的物理过程,必须满足质量或能量守恒定律,反应前后的能量必须是相同的,但是质子的重量是电子的1830倍,一个质子也不会变成1830个电子,因为自然界所有的物理过程还必须满足一条守恒定律,也就是电荷守恒定律。一个质子变成1830个电子的电荷是不守恒的,所以这个过程是不会被自然界允许所发生的。
除了这两个守恒定律外,自然界还会要求所有的物理过程必须满足某些守恒定律,就是为了限制某些荒谬的物理过程发生。
1927年,英国物理学家保罗.狄拉克在他的狄拉克方程间接发现了反物质的存在。
而这个反物质有一个比较有意思的物理现象,那就是当物质和反物质相遇时,两者会湮灭并产生高能光子。反过来说,两个光子相撞后也能产生正电子和反电子,而这个物理过程是被允许的。这其中有两个原因:
第一:这个物理过程满足守恒定律,所以这个物理过程是被允许的;
第二:由于基本粒子一般上都满足时间反演对称性,所以湮灭这个过程是可逆的,湮灭反应反过来就是成对产生;
而光能制造物质这个现象,已经在1933年的实验中证实了,英国物理学家帕特里克.布莱克特,也因此获得了1948年的诺贝尔物理学奖。
光能制造物质这个现象,让物理学家重新思考了物质的定义和边界,最常见的问题就是:
光可以算是一种物质吗?