反物質(zhì)
反物質(zhì)是一種假想的物質(zhì)形式，在粒子物理學里，反物質(zhì)是反粒子概念的延伸，反物質(zhì)是由反粒子構(gòu)成的，如同普通物質(zhì)是由普通粒子所構(gòu)成的。物質(zhì)與反物質(zhì)的結(jié)合，會如同粒子與反粒子結(jié)合一般，導致兩者湮滅，且因而釋放出高能光子或伽瑪射線。1932年由美國物理學家卡爾·安德森在實驗中證實了正電子的存在。隨后又發(fā)現(xiàn)了負質(zhì)子和自旋方向相反的反中子。英國《自然》雜志網(wǎng)站2010年11月17日發(fā)布報告，歐洲研究人員在科學史上首次成功“抓住”微量反物質(zhì)。
自然界紛呈多樣的宏觀物體還原到微觀本源，它們都是由質(zhì)子、中子和電子所組成的。這些粒子因而被稱為基本粒子，意指它們是構(gòu)造世上萬物的基本磚塊，事實上基本粒子世界并沒有這么簡單。在30年代初，就有人發(fā)現(xiàn)了帶正電的電子，這是人們認識反物質(zhì)的第一步。到了50年代，隨著反質(zhì)子和反中子的發(fā)現(xiàn)，人們開始明確地意識到，任何基本粒子都在自然界中有相應(yīng)的反粒子存在。 正電子、負質(zhì)子都是反粒子，它們跟通常所說的電子、質(zhì)子相比較，質(zhì)量相等但電性相反。科學家設(shè)想在宇宙中可能存在完全由反粒子構(gòu)成的物質(zhì)，也就是反物質(zhì)。
反物質(zhì)就是正常物質(zhì)的鏡像，正常原子由帶正電荷的原子核構(gòu)成，核外則是帶負電荷的電子。但是，反物質(zhì)的構(gòu)成卻完全相反，它們擁有帶正電荷的電子和帶負電荷的原子核。從根本上說，反物質(zhì)就是物質(zhì)的一種倒轉(zhuǎn)的表現(xiàn)形式。愛因斯坦曾經(jīng)根據(jù)相對論預言過反物質(zhì)的存在：“對于一個質(zhì)量為m，所帶電荷為e的物質(zhì)，一定存在一個質(zhì)量為m，所帶電荷為-e的物質(zhì)（即反物質(zhì)）”。按照物理學家假想，宇宙誕生之初曾經(jīng)產(chǎn)生等量的物質(zhì)與反物質(zhì)，而兩者一旦接觸便會相互湮滅抵消，發(fā)生爆炸并產(chǎn)生巨大能量。然而，出于某種原因，當今世界主要由物質(zhì)構(gòu)成，反物質(zhì)似乎壓根不存在于自然界。正反物質(zhì)的不對稱疑難，是物理學界所面臨的一大挑戰(zhàn) 。
