『科学家』宇宙中的完美能源，核聚变在它面前就是渣渣，它是怎么被发现的？( 二 )
1928年 ， 物理学家狄拉克在薛定谔方程的基础上引入了相对论 ， 提出了著名的狄拉克方程 ， 完美地解决了这个问题 。 但新的问题很快就出现了 ， 因为人们在解狄拉克方程的时候 ， 发现电子居然可以存在负能级 。
先简单解释一下 ， 按当时的理论来讲 ， 电子可以有多个能级 ， 总的来说 ， 当电子得到足够的能量的时候 ， 它们就会向高能级跃迁 ， 而在平常的时候 ， 它们总是具有从高能级跃迁到低能级的趋势 ， 通过大量的实验和研究 ， 科学家发现电子有一个最低能级（基态） ， 当电子跃迁最低能级的时候 ， 就不可能继续向更低的能级跃迁了 。
然而狄拉克方程却明确表示了电子可以存在负能级 ， 这就与相关理论以及实验结果产生了巨大的矛盾 ， 怎么办呢？于是狄拉克提出了“狄拉克之海”的观点 ， 他认为负能级是存在的 ， 只是因为真空中布满了不可见的处于负能级的电子 ， 所以人们观察不到有电子跃迁到负能级（泡利不相容原理） 。
那么问题就来了 ， 在“狄拉克之海”里处于负能级的电子得到足够的能量的时候 ， 它们就会向高能级跃迁 ， 那么当它们离开“狄拉克之海”以后 ， 留下的“空位”又是什么呢？因为根据电荷守恒定律 ， 这个“空位”应该是带正电的（因为电子带负电） ， 所以狄拉克最初的说法是 ， 这个“空位”是一个质子 。
但这种说法根本就讲不通 ， 因为根据质能守恒定律 ， 不管怎么说 ， 这个“空位”都应该是一个与电子质量相同 ， 并且电荷相反的粒子 ， 它根本就不可能是质子 。 对此狄拉克伤透了脑筋 ， 我的方程式明明是正确的 ， 为什么会得出如此奇怪的结果呢？
最后他实在是无法根据已有的理论来作出合理的解释 ， 干脆就大胆地预言 ， 这个“空位”其实是一种我们还没见过的“反粒子” ， 我们不妨将它称为“正电子” ， 这种“正电子”与电子质量相同 ， 但电荷相反 。
狄拉克所预言的正电子其实就是反物质粒子 ， 这可以完美地解释狄拉克方程所处的困境 。 根据他的构想 ， 在真空中注入能量 ， 就可以得到一个电子和一个反电子 ， 即：“真空 + 能量 = 电子 + 反电子” ， 需要注意的是 ， 这个过程是可逆的 ， 也就是“电子 + 反电子 = 真空 + 能量” ， 这就是“反物质遇到普通物质就会湮灭”这种说法最初的原理 。
狄拉克的预言很快就得到了证实 ， 1932年 ， 物理学家安德森利用“云室”首次在宇宙射线中发现了正电子的存在 。 但由于“狄拉克之海”存在着很多缺陷 ， 因此在该模型提出之后 ， 包括狄拉克在内的科学家们一直试图从理论上对其进行完善 ， 并在此基础上发展出了量子场论 。
简单地讲就是 ， 量子场论认为所有的粒子都有与其相对应的反粒子 ， 之所以会有反物质 ， 是因为能量可以在真空中“凭空”生成正反粒子对 ， 比如说当γ光子的能量大于电子静能两倍的时候 ， 就可以在特定的条件下生成一个电子和一个正电子 ， 而当这它们相遇时 ， 又会发生湮灭并产生2个或3个光子 。
时至今日 ， 反中子、反质子等反粒子早已得到证实 ， 科学家甚至还制造出了真正意义上的反物质——反氢原子 ， 但由于反物质的制造成本极高、产量极低并且无法长时间地保存 ， 因此虽然我们知道反物质是宇宙中的完美能源 ， 核聚变在它面前就是渣渣 ， 但是在未来的很长一段时间里 ， 人类都无法利用到这种完美的能源 。
好了 ， 今天我们就先讲到这里 ， 欢迎大家关注我们 ， 我们下次再见`
（本文部分图片来自网络 ， 如有侵权请与作者联系删除）
推荐阅读
- 【科学家】“太岁”到底是什么生物？科学家给出答案：科学家给出答案
- 「iphone11」苹果手机中的销量冠军，打败小米和三星，登上全球第一的宝座
- 华为手机：五月大降至“退场价”的4款华为手机，你更看好其中的哪一款？
- 「月球」上古传说中的“天”，原来是一个星球，它为何阻挡古人登天？
- 『科学家』全球仅剩38条，与世隔绝5万年的鱼，还差点被醉鬼连锅端了
- 【飞行器】科学家发现，6000多年前的“飞行器”，或能随意穿梭宇宙太空
- #水母#永生无法实现，宇宙不允许生命永生，看看水母的下场
- 『科学家』世界上真的有僵尸病毒，已经在巴西雨林找到，希望不会威胁到人类
- 科学家@中国两个最神秘的地方, 真实存在， 科学家至今都无法解释！
- 『行星』人要是死在宇宙中尸体会腐烂吗？说出来你也许都不信，宇宙太神秘！