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質子和反質子是個什麽概念,有什麽關系啊

質子(proton):是壹種帶 1.6 × 10 庫侖(C)正電荷的亞原子粒子,直徑約 1.6 to 1.7×10^?15 m,質量是938百萬電子伏特/c?(MeV/c?),即1.6726231 × 10^-27 kg,大約是電子質量的1836.5倍。質子屬於重子類,由兩個上誇克和壹個下誇克通過膠子在強相互作用下構成。原子核中質子數目決定其化學性質和它屬於何種化學元素。

質子(proton)是壹種帶 1.602 × 10^-19 庫侖(C)正電荷的亞原子粒子,直徑約 1.6 to 1.7×10^?15 m [1],質量是938百萬電子伏特/c&sup2(MeV/c&sup2),即1.6726231 × 10-27 kg,大約是電子質量的1836.5倍。質子屬於重子類,由兩個上誇克和壹個下誇克通過膠子在強相互作用下構成。

原子核中質子數目決定其化學性質和它屬於何種化學元素。氫原子最常見的同位素1H的原子核由壹個質子構成。其它原子的原子核則由質子和中子在強相互作用下構成。

穩態

至今為止質子被認為是壹種穩定的、不衰變的粒子。但也有理論認為質子可能衰變,只不過其壽命非常長。到今天為止物理學家沒有能夠獲得任何可能理解為質子衰變的實驗數據。

水中的氫離子絕大多數都是水合質子。質子在化學和生物化學中起非常大的作用,根據酸堿質子理論,可以在水溶液中提供質子的物質壹般被稱為酸,可以在水溶液中吸收質子的物質壹般被稱為堿。

然而,質子是通過中子的過程中電子捕獲。這壹過程不會自發發生,但只有當能源供應。其計算公式:

於此

p 是壹個質子,

e 是壹個電子,

n 是壹個中子,而且

νe 是壹個電子中微子

質子的反粒子是反質子,反質子是1955年埃米利奧·塞格雷(Emilio Gino Segrè)和歐文·張伯倫(Owen Chamberlain)發現的,兩人為此獲得了1959年的諾貝爾物理學獎。(右下圖片繪制:張嘉年)

反質子的發現:正電子的發現證實了狄拉克反粒子理論,壹些理論物理學家開始認真對待這壹理論。1934年泡利與克拉夫證明,即使不能形成穩定的負能粒子海,也會有相應的反粒子存在。於是人們就開始尋找其他粒子的反粒子。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壹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。不久他們又發現反中子。盡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,更難從其他粒子中鑒別出來。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。魯比亞,C.在正反質子對撞機上進行幾百吉電子伏的對撞實驗,發現了現代弱電統壹理論所預言的傳力子,因而獲得1984年度諾貝爾物理學獎。

首先說明的是,電子,質子,中子,都是基本粒子,都是客觀存在。這些粒子所帶的電荷,是它的壹個屬性,電荷不是基本粒子。那麽粒子是否帶有電荷,帶什麽性質的電荷,主要看這些粒子在電場中是否移動,向哪極移動。因為電子在電場中向正極移動,所以可以斷定它帶有負電荷,同理,判定質子帶有正電荷而中子不帶電荷。那麽它們帶有多少電荷呢,現在還不能確定它們所帶電荷的絕對電量是多少,只是人為的規定壹個質子所帶的電量為壹個單位的電量(簡稱壹個單位的電荷),恰好壹個電子所帶的電量與壹個質子所帶的電量相等,只是電性相反。這也就是通常所說的電子帶有壹個負電荷(準確的說應該是:壹個單位的負電荷)而質子帶有壹個正電荷(應該是壹個單位的正電荷)。需要明確的是,電荷不是壹個個的,而是電量的壹種簡單描述方法。

物理中的電子轉移是在電流的作用下,由高端向低端移動,是外力的作用,與元素原子本身的性質無關。而化學中的電子轉移,是不同原子之間自發的進行的,是元素原子本身性質所決定的。現在科學的發展,使人們發現了很多新的物質存在形式,正電子是確實存在的,它的質量以及許多性質都和電子無異,但所帶電荷為正電荷,且輕子數為-1;同樣,人們還在探索反質子,我們稱正電子、反質子之類的物質叫反物質。正負電子壹旦相遇,則發生湮滅,化為烏有,同時放出巨大能量,並產生光子。