反物質：世界的終極鏡像 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

　　歐洲核子研究中心的物理學傢們創造瞭一批真正的反物質原子，這個激動人心的消息頓時震驚瞭科學界。在日常世界裏，反物質並不存在。而在宇宙創生之初，反物質卻可能與物質同樣重要。可如今宇宙中似乎隻有物質而沒有反物質。這是怎麼迴事呢？麵對陌生的反物質——隻要不到10-18剋就會使一個人瞬間汽化的東西，你是不是感到非常驚奇？本書明快易懂地講述瞭反物質這個科學幻想是如何變成科學事實的。作者盡量避免使用艱深的專業語言或復雜煩人的方程式，而是從《阿麗思鏡中奇遇記》裏的鏡像世界開始，通俗地介紹反物質世界。作者通過講述物理學中的鏡像對稱性，循序漸進地揭示瞭反物質的性質。同時他還講述瞭隨著歐洲和美國大型粒子加速器的建成使用，由高能碰撞産生的反物質碎片如何為研究其性質提供瞭新的綫索，如何使得在量子尺度上的反粒子的發現愈來愈激蕩人心。

作者簡介

　　戈登·弗雷澤（Gordon Fraser，1943～ ），瑞士日內瓦的歐洲核子研究中心《CERN信使》（CERNCourier，一份涵蓋高能物理學各個方麵的國際性月刊）編輯，科學作傢。獲得倫敦帝國學院粒子物理學博士學位後，弗雷澤便投身科技刊物的齣版，同時撰寫科學圖書。他曾作為訪問學者到英國多所大學進行學術交流。著有《尋找無限——解開宇宙之謎》、《誇剋機器——歐洲如何打粒子物理戰》、《反物質——世界的最終鏡像》、《21世紀新物理學》、《宇宙的怒火——阿蔔杜斯·薩拉姆傳》等。

目錄

內容提要
作者簡介
序
第一章 科幻小說成為科學事實
第二章 鏡像世界
第三章 一套不均衡的電部件
第四章 量子大師
第五章 正電子的證據
第六章 時間的反嚮通道
第七章 誇剋和反誇剋
第八章 破缺的鏡像
第九章 宇宙的塞鑽
第十章 反粒子的對撞過程
第十一章 為反物質設個陷阱
第十二章 膠與反化學
第十三章 反物質在戰鬥
第十四章 極大引力的反物質

精彩書摘

　　“我一直真正在努力做的是使它清晰，於是便有些笨拙地想齣瞭這種半想象的圖形化的東西。我仿佛看到徑跡晃呀晃呀晃呀地搖晃或者扭動。即使現在，當我談到還在起作用的影響時，我看見的仍是這種連接，而且我取這種轉摺點——就似乎像是有一大口袋東西——來試驗，將其集中起來，並加以擴展。”費恩曼（RichardFeynman），1這個數學能手、物理天纔、撬保險箱者、愛捉弄人的人、邦戈（bongo）鼓手和諾貝爾奬得主，這樣講述瞭他是如何憑直覺而捕捉到電子的行為的。費恩曼的新的電子繪景，把未來將要發生的事情和過去已經發生的事情同樣對待，為正電子的存在提供瞭一種自然的畫麵。物理學傢們再也不必用抽象的真空和空穴的方式來思考瞭。
　　費恩曼的搖晃一扭動這種直覺之所以得以起作用，有賴於前幾代細緻而踏實的物理學傢們在[物理學]原野上的精耕細作。麥剋斯韋的經典方程已錶明，電磁場是以光速傳播的一種振動的波——電磁輻射。由於輻射是電子和其他所有帶電粒子的使者，瞭解瞭電子首先就意味著瞭解瞭這種輻射。沒有輻射，電荷就沒有意義，這就好像有機場而沒有飛機一樣。原子振子
　　19世紀末，物理學傢們試圖解釋熱的物體是如何以熱和光的形式發齣電磁輻射的。物體被加熱時，它的原子振子運動加快，像微小的兩極天綫那樣發射電磁輻射。受熱物體最初隻是單純地變熱，接著發齣暗紅色的光，然後是橘黃色的，最後變為“白熱”。物理學傢們發現，熱材料所發齣的輻射隻和溫度有關，而與材料本身無關。為瞭理解原子振子中的基本機製，物理學傢們必須能夠預言這種輻射的譜綫——它是如何由不同波長的輻射組成的，有多少熱量，有多少種光，紅外和紫外各有多少。隨著溫度的升高，更短的波長齣現瞭——光的波長比熱的波長更短。物理學傢們的原子振子模型給齣的譜綫與我們所看到的一緻，隻是有一處例外。一些方程清楚地錶明，非常熱的物體會放齣無窮多的短波長輻射即紫外光。這顯然是錯的。沒有什麼東西會成為一個永不枯竭的輻射源。
　　一旦物理學的方程給齣明確的預言，比如狄拉剋對負平方根所顯示的，這些預言就值得追蹤。然而，一旦方程給齣不想要的無窮大解，這通常就意味著這些方程已山窮水盡，此時就必須重新推敲基本假設。盡管嚴格地說方程是“錯的”，可這並不錶示就該拋棄它們。它們隻要在某一範圍內有效，就是有用的。在溫暖乾爽的屋子裏，完全可以忽視外麵的雨。
　　……

前言/序言

　　反物質，這是一個如此熟悉同時又令人費解的名詞。給一個日常概念加個簡單的前綴反，馬上就能擾亂人的理解並激發想象力。 科學幻想小說的好素材齣自富於想象力的頭腦。最初的一個例子是天纔的阿西莫夫（lsaac Asimov）發明瞭以智能驅動的機器人，它用反粒子（正電子）來確定其行動路綫。然後是威廉森（Jack Williamson）的“反地球”（CT）物質。 《星際迷航》（Star Trek）的創作者羅登伯裏（Gene Roddenberry）也曾介紹過用反物質驅動的超光速宇宙飛船。
　　此類科學幻想小說的成功使得反物質對公眾産生瞭不可思議的吸引力。1996年1月，一傢普通報紙發錶瞭一條來自瑞士日內瓦歐洲核子研究中心（CERN）的消息，稱一個小型實驗已經閤成瞭第一批反氫原子——化學形式最簡單的反物質。 由於科學幻想所産生的巨大影響，這個消息引起的轟動是驚人的——幾個小時之內，這幾個反原子就占據瞭世界各地電視節目的黃金時段和無數報紙的頭條。 基礎物理學引起公眾如此豐富的想象，除瞭核武器的發展有過這樣的影響之外，這乃是絕無僅有的。
　　撇開這些不談，本書將要說明為什麼反物質是嚴肅的科學——基本的物理學。 感謝在此項工作中給予我幫助的布爾坎（Maurice Bourquin）、剋洛斯（Frank Close）、坎迪（Don Cundy）、伊茲斯（JohnEades）、吉利斯（James Gillies）、雅各布（Maurice Jacob）、蘭杜亞（Rolf Landua）、默爾（Dieter Mohl）、奧爾勒特（Walter Oelert）、鬍德布霍伊（ Pervez Hoodbhoy）、侯賽因（Faheem Hussain）、德魯瑞拉（Alvaro de Rujula）、薩頓（Christine Sutton）和丁肇中（Sam Ting）。另外，還要感謝米頓（Simon Mitton）及其劍橋大學齣版社的小組。

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