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第十七章 奥兹星人的侵略4（第3页）

对于比核子更重的重子，情况完全一样。

反重子也总是与重子成对地产生，成对地湮灭的。

这些经验使人们认识到，重子数的守恒规律需要重新认识。

人们把重子数b当作描述粒子性质的一种电荷。

正反重子不仅有相反的电荷，而且也有相反的重子数b。

令任一个重子都具有重子数b=+1，则任一个反重子都具有b=－1。

介子、轻子和规范子等非重子不具有重子数，即它们有b=0。

重子数的守恒规律可表述为：任何粒子反应都不会改变系统的总重子数b。

这表述既反映了不涉及反粒子时的重子个数不变，也概括了反粒子与粒子的成对产生和湮灭。

我们容易理解中子和反中子的区别了，它们具有相反的重子数b，因此反中子能与核子相碰导致湮灭，而中子则不能。

此外，人们还类似地发现了轻子数的守恒性。

中微子虽不带电，也不具有重子数，但它与反中微子具有相反的轻子数。

按轻子数的守恒性，中微子与反中微子的物理行为也是很不一样的，实验还表明，介子数和规范粒子数是不具有守恒性的。

这样我们看到，电荷只是粒子的一种属性，另外还有用重子数和轻子数等物理量刻画的其他属性。

正反粒子的这些属性也都是相反的。

1928年，英国青年物理学家狄拉克从理论上首次论证了正电子的存在。

这种正电子除了电性和电子相反外，一切性质和电子相同。

1932年，美国物理学家安德逊在实验室中发现了狄拉克所预言的正电子。

1955年，美国物理学家西格雷等人用人工的方法获得了反质子。

此后人们逐渐认识到，不仅质子和电子，所有的微观粒子都有各自的反粒子。

这一系列科学成果使人们日渐接近反物质世界。

然而问题并不那么简单。

首先，在地球上很难发现反物质。

因为粒子与反粒子碰到一起，就像冰块遇上火球一样，或者一起消失，或者转变为其他粒子。

所以在地球上，反物质一旦碰上其它物质就会被兼并掉。

其次，制造反物质相当困难而且耗费巨大，需要如ssc或lhc之类的高科技仪器，并且即使制造出反物质，也难以保存，因为地球上万物都由物质构成。

我们周围的宏观物质主要由重子数为正的质子和中子所组成。

因此，这样的物质被称为正物质，由他们的反粒子组成的物质相应地叫反物质。

从粒子物理的角度讲，正粒子和反粒子的性质几乎完全对称，那么为什么自然界有大量的正物质，而却几乎没有反物质呢？这正是我们要讨论的问题。

反物质就是正常物质的镜像，正常原子由带正电荷的原子核构成，核外则是带负电荷的电子。

但是，反物质的构成却完全相反，它们拥有带正电荷的电子和带负电荷的原子核。

从根本上说，反物质就是物质的一种倒转的表现形式。

爱因斯坦曾经根据相对论预言过反物质的存在：“对于一个质量为m，所带电荷为e的物质，一定存在一个质量为m，所带电荷为－e的物质（即反物质）”