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安安 各位鄉民大家好 我是東健哥


什麼是反物質呢?

我們知道 一般的物質絕大部分

是由中子質子跟電子所構成

而這些粒子都是自旋二分之奇數倍的費米子(今天只討論費米子的反粒子)

在粒子物理理面 這些粒子都可以由一個方程式

叫做迪拉克方程來描述

話說念理科的鄉民應該都有聽過或者看過量子力學裡面的薛丁格方程式

而這一個薛丁格方程式 平常可以描述低能量的一般粒子

但是他並不能描述在高能量底下粒子 因為他沒有考慮到相對論的效應

有一天 有一位英國科學家 叫做保羅迪拉克

他寫出了一條描寫相對論性的費米子的方程式 迪拉克方程式

這一條迪拉克方程式有所謂的負能量解
                                                      2
什麼是負能量解呢?其實就是可以允許比靜止時候的能量E=m c  更低的能量


迪拉克設想了這樣的一個情況

事實上在一般的空間當中 充滿了所謂的負能量的電子

負能量的電子 充滿了整個空間 但是我們看不到這些電子

如果有一顆光子打到這些負能量的電子 電子吸收光子的能量之後

就躍遷到正能量 生成一個空穴跟一顆正能量的電子

空穴就是正電子 正能量就是電子


●:電子 ☆:光子

真空中


能量



   2
 mc
            ☆
0            ＼
               ＼
   2             ↘


能量



   2
 mc               ╭→●
                  │      ↖
0           正電子│       電子
               ↘ │
   2              │

這種空間中充滿電子的想法  叫座迪拉克之海

而所謂正電子跟電子的結合 其實就是正能量的電子掉進去迪拉克之海的空穴中

放出光子的過程


能量



   2
 mc               ● 電子
                  │
0           正電子│ ~~~~~~~→光子(強大能量)
               ↘ │
   2              ↓

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