中国科学技术大学大一新生《科学与社会》研讨课 《反物质世界的探索2014/12/10 Before time 1 microsecond (after Big Bang) 口如果湮灭过程中C或CP略有破坏，则介质中正反粒 Energy◆→protons+antiprotons 子的数量开始不相等. After time =1 microsecond 口温度降至大统一尺度能量以下时，重子数不对称过 Energyprotons antiprotons 程被冻结. Small excess(1/1000 000 000)of protons 口温度降至1GeV时，正反重子开始通过湮灭而消失. CP violation) 若正粒子数格大于反粒子数，厘灭后仅剩下正粒子 多余的部分. time =1 us:The big antimatter massacre: 口重子数应远小于光子数，这正是目前的状况. 1000 000 001 protons 1 000 000 000 antiprotons 1 proton energy 二、反物质探索 1928年，Dirac把量子论和 相对论结合在一起，得到了 个描述电子运动的方程 式 iaΨ=mΨ 电子运动的Dirac7方程 In 1932,Carl Anderson discovers the positron moSYΨ=0 得到电子的能量为： FUVSICAL REVIEN The Punitire Eleoa E'=p'c+mc n Paul Dirac大朋地覆言一切粒子 都存在其反粒子，电子的反粒子 E=-√p2e2+m6c 就是正电子 这是第一次提出反物质的存在 物理学院叶邦角教授主讲 版权所有，严禁传播2014/12/10 3 如果湮灭过程中C或CP略有破坏, 则介质中正反粒 子的数量开始不相等. 温度降至大统一尺度能量以下时, 重子数不对称过 程被冻结. 温度降至1GeV时, 正反重子开始通过湮灭而消失. 若正粒子数略大于反粒子数, 湮灭后仅剩下正粒子 多余的部分. 重子数应远小于光子数, 这正是目前的状况. Before time = 1 microsecond (after Big Bang) Energy protons + antiprotons After time = 1 microsecond Energy protons + antiprotons Small excess (1/1000 000 000) of protons ? ( CP violation) time = 1 µs : The big antimatter massacre: 1 000 000 001 protons + 1 000 000 000 antiprotons = 1 proton + energy 二、反物质探索 1928年, Dirac把量子论和 相对论结合在一起,得到了 一个描述电子运动的方程 式. g  mi  电子运动的Dirac方程 0)( 0 4 1      cm x i m m m g 42 0 22  cmcpE 42 0 22  cmcpE 得到电子的能量为： Paul Dirac 大胆地预言一切粒子 都存在其反粒子, 电子的反粒子 就是正电子. 这是第一次提出反物质的存在. In 1932, Carl Anderson discovers the positron 中国科学技术大学大一新生《科学与社会》研讨课 《反物质世界的探索》 物理学院叶邦角教授主讲 版权所有， 严禁传播 叶邦角主讲