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反中子

反中子, 中子的反粒子。它是1956年發現的。它的磁矩對於其自旋是反號的。反中子與核子相碰可湮沒為π介子。

夸克結構:

中子(n):由一個上夸克(u ,帶電量 +2/3),兩個下夸克(d,帶電量 -1/3)組成

反中子(n bar): 由一個反上夸克(u bar,帶電量 -2/3),兩個反下夸克(d bar,帶電量 +1/3)組成

基本信息

中文名 反中子[1]

理論來源 狄拉克反粒子理論

反中子1.jpg

結 構 中子(n)、反中子(n bar)

發現時間 1956年 [2]

作 者 泡利與克拉夫

概述

中子的反粒子。它是1956年發現的。它的磁矩對於其自旋是反號的。反中子與核子相碰可湮沒為π介子。 反中子(antineutron)是中子的反粒子,1956年,反質子被發現一年後,美國物理學家Bruce Cork發現了反中子,這種粒子的質量與中子相同,也不帶電荷,但反中子是由三個反夸克所構成,分別是兩個反下夸克和一個反上夸克,有別於中子的夸克。

反中子2.jpg

反中子的磁矩也與中子相反,一般中子的數值為-1.91 µN,而反中子則為+1.91 µN,當中 µN 是磁矩中的常數。

由於反中子與中子一樣不帶電荷,因此要直接觀測反中子並不容易,但可看到它與中子湮滅成能量。

發現歷程

現時有人認為,中子與反中子互相振動是存在的,並在一種未知的物理定律下發生,並違反重子數量守恆的定律。 早在1928年,狄拉克便預言了反質子的存在,但證實它的存在卻花了20多年的時間。

根據狄拉克的理論,反質子的質量與質子相同,所帶電荷相反,質子與反質子成對出現或湮沒,用兩個普通的質子碰撞便可獲得反質子,但反質子的產生閾能為6.8GeV。

1954年,在加利福尼亞大學的勞倫斯輻射實驗室,建成了64億電子伏的質子同步穩相加速器,這為尋找反粒子提供了條件。1955年,張伯倫和塞格雷用上述加速器證實了前一年人們所觀測的反質子的存在。

由於反質子出現的機會極少,大約每1000億高能質子的碰撞,才能產生數量很少的反質子,因而證實反質子的存在極為困難。1955年他們這個實驗小組測到60個反質子。由於偶然符合本底不大,記數系統雖不算好,但較為可信。

反中子3.jpg

不久他們又發現反中子。儘管高能粒子打靶時也能產生反中子,但是由於反中子不帶電,更難從其他粒子中鑑別出來。他們是利用反質子與原子核碰撞,反質子把自己的負電荷交給質子,或由質子處取得正電荷,這樣,質子變成了中子,而反質子則變成了反中子。

簡介

反中子

分類: 反重子

組成: 一個反上夸克、兩個反下夸克

系: 費米子

群: 強子

基本相互作用: 強相互作用、弱相互作用、引力

反中子4.jpg

粒子: 中子

狀態: 已被發現

電荷: 0

自旋: -1⁄2

反物質之謎還未被揭開,反中子理論又引起了科學界轟動

不管是小到一塊石頭,還是大到晚上,我們從微觀世界看,它們都是由質子、中子或者電子這些物質構成的。然而,是不是所有的物質都是由這些物質所構成的呢?

其實不然,在宇宙中,還存在有一種物質叫做反粒子,這種反粒子能夠構成反物質。反物質是跟正常的物質處在一個相反狀態的,就像我們通過鏡子觀看時,鏡子裡的人跟本身處在相反狀態一樣,它能夠跟物質相結合,產生反應。

反中子5.jpg

1928年,英國的狄拉克通過對正能量與負能量的研究,論證了不僅正能量對人類來說是有意義的,負能量也同樣對人類有一定的意義。同時狄拉克也推導出了反物質的存在,這也可以說是反物質的來源了。

1932年的時候,安德森通過對宇宙射線進行研究的時候,在粒子雨中發現了帶有正電荷的粒子。在往後的20多年裡,人們在宇宙中探尋到了另外的一種粒子,及反質子,在對反質子進行研究的過程中,人們也發現了反中子的存在。

後期的不斷試驗研究中,科學家通過粒子加速器研製出來反物質。科學家發現,當物質與反物質相互結合的時候,它們能夠發生迅速的湮滅,同時發生爆炸,釋放出遠高於氫彈爆炸的能量。既然兩者的碰撞能夠產生如此巨大的能量,那我們的宇宙還能穩定麼?

其實反物質雖然存在,但是在宇宙發生大爆炸之後,反粒子的存在是非常的稀少的,少到不足以對我們的宇宙產生威脅。不過,如果宇宙在發生快速的衰邊,物質越來越稀少,那麼反物質能不能對我們的宇宙造成威脅,那就另說了。

白矮星,中子星,黑洞,超新星的關係是什麼

恆星質量小→大,分別會形成白矮星,中子星或黑洞~

反中子6.jpg

這個不完全正確,恆星形成的最後,決定形成白矮星,中子星和黑洞並不是依靠恆星的質量,還要考慮恆星演化最後過程的質量損失。小質量恆星可以認為形成白矮星(He白矮到C-O白矮),中等質量可能形成C-O白矮,也會形成超新星。大質量基本上認為是超新星。

中子星,黑洞的產生是否一定伴隨超新星呢?是不是超新星的中心就是中子星或者黑洞啊?

首先,超新星和中子星黑洞不是一回事,超新星本來是觀測上面的概念,反映的只是一顆星突然變得和一個星系一樣明亮的階段。所以超新星包含兩類,I 型和 II 型超新星,他們之間物理完全不一樣,但是都歸為超新星,因為他們都發生了劇烈的爆炸,而且非常非常亮~

超新星是恆星演化的最為劇烈的階段。它的結局一般有三種,直接爆炸,渣都不剩,所有物質全部被拋散;外殼爆炸被拋走,剩下恆星核質量較小,變成中子星,剩下恆星核質量大,變成黑洞。

所以中子星和黑洞一般是超新星爆炸產生的。但是超新星的中心可能什麼都沒有。 比如Ia 超新星經常炸的渣都不剩。

參考來源