正电子湮没技术(正反物质湮灭可以产生多少能源)
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2023-12-17
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1. 正电子湮没技术,正反物质湮灭可以产生多少能源?
看是什么粒子了。如果是正负电子,那每个正负电子对湮灭所产生的能量就是1.022MeV,由两个光子带走,每个光子能量为0.511MeV。如果是正反质子对湮灭,也只产生两个光子,每个光子能量为938MeV。但这些光子,能量太高了,穿透力太强,又是“反向飞出”,是无法利用的。
2. 等离子定位时间是什么意思?
等离子定位时间是指在正电子湮灭成像(PET)中,正电子发生湮灭的时间点和位置的测量。这个时间点和位置可以用来确定放射性同位素的分布,从而生成图像。
3. 氟18的辐射特性?
氟18是一种放射性同位素,其核子数为18。它的辐射特性包括放射性衰变产生的正电子和伽马射线。其中,正电子在与周围物质相互作用时会产生两个伽马射线,这种现象被称为正电子湮灭。氟18的半衰期为109.8分钟,因此其放射性活度会随着时间的推移而逐渐减小。由于其放射性特性和生物学特性,氟18被广泛应用于医学影像学,如PET扫描等。
4. 问正电子与负电子它们本质是怎么样的区别?
本题涉及反物质理论,本文将给出鲜为人知的物理新视野,有无科学道理,读者自行判断。
正电子的定义:基于最小作用量正电子的提出,最初来自安德森云室实验。但最有说服力的是正负电子对撞实验。
注意阅读上面图片中“第6~7行”两句话:
如果是电荷相同的相撞,就必须要建立两个环。两个环的外加磁场方向相反。
这两句话蕴含的意思是:
通常,在所有物态中的分子、原子、等离子体,根本就没有正电子的踪影。我们只发现的负电子,简称电子,写成“e”或“e⁻”。
怎么获得正电子呢?最常用的办法是:用电子枪(即电子发生器),通过光电效应原理,以几十万伏特的加速电压,将核外电子(e⁻)发射出来,然后把这e⁻导入一个反向磁场(B⁻),就有了反向偏转的正电子(e⁺)。
这里的反向磁场,是与核电荷(Ze⁺)磁场方向相反的磁场。显然,原子内的核外电子之所以为负电荷,是因为核电荷是正电荷。这也可以解释为什么通常的电子总是负的。
既然反向磁场(B⁻)与核电荷磁场(B⁺)方向相反,那么,负电子经过B⁻时,就会颠倒自己的南北极,变成所谓的正电子。
为什么会出现“颠倒南北极”现象呢?因为根据最小作用量原理,两个电荷相互作用的极性配置,只有当南北极相反时,总的电势能才是最低的,才可能趋向稳定的动态平衡状态。
有人说“正电子是反向自旋的负电子”,这个说法不靠谱,这违背了最小作用量原理。
打个比方:快速上坡的汽车突然反向下坡的姿势,最可能是翻车(类比颠倒南北极),而不可能是倒车(类比逆向自旋)。
由此可见,我们可以这样定义:
当正常的负电子经由反向磁场就会颠倒原有的南北极,这样的负电子,可定义为正电子。
这个定义表明:
①正电子还是那个负电子,只是颠倒了南北极。这就好比,把上南下北的磁条,倒过来,变成上北下南的磁条。磁条还是那个磁条。
②正电子与负电子之间不是数学上的镜像对称,也不是反向自旋的电荷。而是可类比汽车上下坡的“翻车现象”,颠倒了南北极。
③正电子与负电子之间相互作用,不可能轻易碰撞而发生湮灭反应。这好比核外电子不可能轻易坠入核电荷。只有在电子被加速到光速之极端条件下,才可能彼此碰撞。
为何用正负电子而不用负负电子碰撞?理由1:正负电子之二体系统的电势能最小,至少可以大大节约加速电压。
理由2:相同电子之间相处,服从泡利不相容原理,本来就是同性相斥、格格不入。
理由3:电子是宇宙最稳定的基本粒子,独立自主,秋毫无犯,表现为极强的抗简并压能力。
强子物理学证实了那么多的反粒子?强子对撞机,除了用正负电子对撞之外,主要是用负质子去撞击类铅原子核的核电荷。
与正电子的发生机制一样,负质子(p⁻)还是那个正质子(p⁺),只是整体上颠倒了南北极。
如果把类铅原子核也置入反向磁场,原子核内部的所有亚原子南北极与玻色子的矢径,也就同时颠倒了原初方向。
质子→三夸克(uud⁺)+胶子(g)+缪子(μ⁻),有反质子,就等于有了反夸克、反胶子与反缪子。
中子→质子+电子+反中微子(νe⁻),有反中子,其实是有反质子、反电子、中微子(νe⁰)。
电子有突显的荷性,是因为电子半径很小,电荷密度很大。光子有微弱的荷性,是因为光子半径远大于电子半径,电荷密度太小。
粒子都有一定的荷性,绝对零荷性的粒子不存在的。这也是反向磁场有反粒子的一个原因。
在标准粒子模型理论中,连同没有标注出来的反粒子与中性粒子,有太多的“基本粒子”。
有物理思维的读者自然会问,大自然有这么复杂?既是基本粒子,有这么多“基本”吗?
按照反物质理论,任何粒子都有它的反粒子。进而推出反原子、反分子、反地球、反宇宙。
可是有关资料说,传递弱力的W介子有±,而Z介子没有Z⁺与Z⁻。传递电磁波的光子(γ⁰)无反光子,说光子的反粒子就是正光子。
还有说,制造质量的希格斯子H⁰应该还有H⁺与H⁻。这些说法,让人觉得有点“语无伦次”。
现在的理论物理界,似乎不敢再提或故意回避基本粒子这个称谓。所谓基本,至少是寿命较长的独立存在。
可是,除了最稳定的电子、次稳定的质子,不稳定的中子(半衰期约15分钟),其它的寿命都是不会长于10⁻²⁴秒。
笔者认为,够得上基本粒子的充其量只有电子与质子,质子=电子+繆核介子,中子是复合粒子,中微子可以归入高频伽玛频谱的光子,所有的玻色子都是基于场介质的场量子。
如果代表场介质的玻色子都是虚粒子,那么真正的费米子只有一个——电子(e⁻)。玻色子不过是电子运动激发的场效应指标。
Stop here。物理新视野与您共商物理前沿与中英双语有关的疑难问题。
5. 量子湮灭原理?
量子湮灭:物质和它的反物质相遇时,会发生完全的物质能量转换,产生如光子的能量形式,这个过程称之为湮灭又称互毁、相消、对消灭。例如电子与正电子之间的有效碰撞后消失并产生夸克等新物质与高能光子(y射线)等能量的过程。
最早发现的反物质是反质子和反电子,物理学家们早就熟悉它们,并且意识到它们和构成我们身边物质的通常的基本粒子仅有极其微小但却是原则性的差别:它们和对应的基本粒子具有相同质量,但如果有电荷,必然和通常的基本粒子相反,如质子带正电,反质子就带负电;电子带负电,反电子则带正电(其实它最早就被称为正电子)。
6. 用反物质正电子轰击正质子会产生湮灭吗?
平心而论,由于电荷同性相斥,你想用正电子轰击同样是带正电荷的质子是很困难的。因为就算是普通电子和质子挤压到一起成为中子,也就是形成中子星那样级别的能量。。
但是根据理论可以推测一下,碰撞的结果无非是弹射和吸收,第一种可能,正电子和质子会弹开,不会产生新物质。
第二种可能,产生电荷交换,电子正电荷被质子吸收,质子变成反质子,同时放出一个反光子。。。
7. 现在的仪器可以把电子转化成光子吗?
看到有一个童鞋问了这么一个问题:现在的仪器可以把电子转化为光子吗?为什么。
这还真是个有意思的问题,我看了一下其他朋友给出的回答,有人说“系不系傻,灯泡不就是把电子变光子么”。
还真不是,在这个过程中确实出现了光子,但是电子并没有减少,这并不是电子本身变成了光子,而是“电子的运动”变成了光子。
能量守恒控制的领域能量守恒定律为什么经典?因为我们在分析多种复杂的物理现象时,常常会因为过程太过复杂而而陷入困境。但能量守恒就是这样一种神奇的存在,在应用了它之后,我们只需要在初始状态时确定好数据,在状态结束时再确实好已知的数据,就可以算出本来不可能计算的数据。
这个宇宙的运行遵循着一些固定的规律,我们将物质间的相对运动,场的激发关系间的变化称为能量,能量有很多不同的形式,它们之间也存在复杂的相互转化。但是非常幸运,它们中存在一个理性的关系——总量不变。这一结论既符合哲学的美感,也与我们期待的宇宙相似,是一件像童话一般美好的结局。
灯泡发光的过程也是如此,我们能看到光是因为钨丝被加热到了4000℃以上,高温让原子剧烈地振荡,轨道上的电子也会因此获得能量,飞跃到更高的轨道上,这被称为“电子跃迁”,同样,电子轨道有上也有下,当电子回到低轨道时,会释放能量,这些能量也就是光。
高温有很多来源,比如火就是最常见的方法,而钨丝上的温度则是来源于电流受到的阻力,也就是电阻。导体对电子的移动存在阻力,电子与原子相摩擦碰撞会失去动能,动能被原子获得,在晶格间振荡,也就是热能。
电能的本质是电场的变化引发的电子移动,电子是动能的载体,但不是动能本身,这个过程中并没有损失一个电子,电子自然也就没有变成光子。
香蕉物理实验如果想要让电子变成光子,其实就是要让一个有质量的物质变成一份纯粹的能量,这已经突破了能量守恒定律所能约束的范围了,这种现象被称为质能转化,是在110年前由爱因斯坦提出的伟大理论。
那么电子如何能变成光子呢?需要很复杂的设备吗?是不是非常的可怕,一但发生会怎么样?
其实每个人都可以做到,而且在家就可以,成本大概几块钱,不信你可以试试。
请按以下步骤操作:
1、到离家最近的市场
2、找到一家水果店
3、买一支香蕉(通常老板不会一支一支的卖,不过如果你在日本,就可以轻松解决)
4、将皮剥掉,把香蕉芯抓在手上
5、碾碎它覆盖你的手掌
好的,实验已经开始了,现在你的手掌上大约每过1小时50分钟就有一个电子变成了光子!
停停停!不要打脸……
我真的没有耍你!香蕉富含钾,而自然界的钾有含有放射性同位素钾-40,它比元素同期表上的钾多了一个中子,大约占总钾量的0.0117%。
反物质与光子钾-40有一定概率发生β衰变变成氩-40或钙-40。钾是第19号元素,原子核内有19个质子,而氩是18号,钙是20号,如果是变成钙-40,就要将一个中子变成质子,释放一个电子与一个中微子,如果是变成氩-40,则需要将一个质子变成中子,释放一个正电子与一个中微子。
等等……正电子?电子还有正的吗?
没错,这是真的,宇宙中确实存在正电子,但是它的含量极少,只有在特殊元素的β衰变过程中才会检测到。
正电子属于一个让所有人都为之一震的分类名:
反物质……
是的!现在看看你的手掌,现在你正握着全宇宙中最强大,最可怕的能量来源之一。
反物质与正物质相遇会怎么样,相信不用我说你们也能一口说出那个无比帅气的词:
湮灭……
是的!它们的形式会瓦解,变成纯粹的能量
那是什么能量呢?是光子
那个你手心的正电子会与你手上的一个电子相遇、湮灭,变成两个光子,消失在能量流动不息的世界中。
在那一瞬间,有一个可能已经存在了137亿年的电子永远地消失在这个宇宙中……
不过没必要为它伤感,这一切都是宇宙的安排,哈哈哈哈
让你没想到的是我们一直活在一个如此奇妙的宇宙中,如果没有人类文明的出现,这样的秘密只能作为支持宇宙运行的规则永远地埋藏下去
赞美科学,再一次!
我是酋知鱼,一个有点东西的科学作者,欢迎关注!
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1. 正电子湮没技术,正反物质湮灭可以产生多少能源?
看是什么粒子了。如果是正负电子,那每个正负电子对湮灭所产生的能量就是1.022MeV,由两个光子带走,每个光子能量为0.511MeV。如果是正反质子对湮灭,也只产生两个光子,每个光子能量为938MeV。但这些光子,能量太高了,穿透力太强,又是“反向飞出”,是无法利用的。
2. 等离子定位时间是什么意思?
等离子定位时间是指在正电子湮灭成像(PET)中,正电子发生湮灭的时间点和位置的测量。这个时间点和位置可以用来确定放射性同位素的分布,从而生成图像。
3. 氟18的辐射特性?
氟18是一种放射性同位素,其核子数为18。它的辐射特性包括放射性衰变产生的正电子和伽马射线。其中,正电子在与周围物质相互作用时会产生两个伽马射线,这种现象被称为正电子湮灭。氟18的半衰期为109.8分钟,因此其放射性活度会随着时间的推移而逐渐减小。由于其放射性特性和生物学特性,氟18被广泛应用于医学影像学,如PET扫描等。
4. 问正电子与负电子它们本质是怎么样的区别?
本题涉及反物质理论,本文将给出鲜为人知的物理新视野,有无科学道理,读者自行判断。
正电子的定义:基于最小作用量正电子的提出,最初来自安德森云室实验。但最有说服力的是正负电子对撞实验。
注意阅读上面图片中“第6~7行”两句话:
如果是电荷相同的相撞,就必须要建立两个环。两个环的外加磁场方向相反。
这两句话蕴含的意思是:
通常,在所有物态中的分子、原子、等离子体,根本就没有正电子的踪影。我们只发现的负电子,简称电子,写成“e”或“e⁻”。
怎么获得正电子呢?最常用的办法是:用电子枪(即电子发生器),通过光电效应原理,以几十万伏特的加速电压,将核外电子(e⁻)发射出来,然后把这e⁻导入一个反向磁场(B⁻),就有了反向偏转的正电子(e⁺)。
这里的反向磁场,是与核电荷(Ze⁺)磁场方向相反的磁场。显然,原子内的核外电子之所以为负电荷,是因为核电荷是正电荷。这也可以解释为什么通常的电子总是负的。
既然反向磁场(B⁻)与核电荷磁场(B⁺)方向相反,那么,负电子经过B⁻时,就会颠倒自己的南北极,变成所谓的正电子。
为什么会出现“颠倒南北极”现象呢?因为根据最小作用量原理,两个电荷相互作用的极性配置,只有当南北极相反时,总的电势能才是最低的,才可能趋向稳定的动态平衡状态。
有人说“正电子是反向自旋的负电子”,这个说法不靠谱,这违背了最小作用量原理。
打个比方:快速上坡的汽车突然反向下坡的姿势,最可能是翻车(类比颠倒南北极),而不可能是倒车(类比逆向自旋)。
由此可见,我们可以这样定义:
当正常的负电子经由反向磁场就会颠倒原有的南北极,这样的负电子,可定义为正电子。
这个定义表明:
①正电子还是那个负电子,只是颠倒了南北极。这就好比,把上南下北的磁条,倒过来,变成上北下南的磁条。磁条还是那个磁条。
②正电子与负电子之间不是数学上的镜像对称,也不是反向自旋的电荷。而是可类比汽车上下坡的“翻车现象”,颠倒了南北极。
③正电子与负电子之间相互作用,不可能轻易碰撞而发生湮灭反应。这好比核外电子不可能轻易坠入核电荷。只有在电子被加速到光速之极端条件下,才可能彼此碰撞。
为何用正负电子而不用负负电子碰撞?理由1:正负电子之二体系统的电势能最小,至少可以大大节约加速电压。
理由2:相同电子之间相处,服从泡利不相容原理,本来就是同性相斥、格格不入。
理由3:电子是宇宙最稳定的基本粒子,独立自主,秋毫无犯,表现为极强的抗简并压能力。
强子物理学证实了那么多的反粒子?强子对撞机,除了用正负电子对撞之外,主要是用负质子去撞击类铅原子核的核电荷。
与正电子的发生机制一样,负质子(p⁻)还是那个正质子(p⁺),只是整体上颠倒了南北极。
如果把类铅原子核也置入反向磁场,原子核内部的所有亚原子南北极与玻色子的矢径,也就同时颠倒了原初方向。
质子→三夸克(uud⁺)+胶子(g)+缪子(μ⁻),有反质子,就等于有了反夸克、反胶子与反缪子。
中子→质子+电子+反中微子(νe⁻),有反中子,其实是有反质子、反电子、中微子(νe⁰)。
电子有突显的荷性,是因为电子半径很小,电荷密度很大。光子有微弱的荷性,是因为光子半径远大于电子半径,电荷密度太小。
粒子都有一定的荷性,绝对零荷性的粒子不存在的。这也是反向磁场有反粒子的一个原因。
在标准粒子模型理论中,连同没有标注出来的反粒子与中性粒子,有太多的“基本粒子”。
有物理思维的读者自然会问,大自然有这么复杂?既是基本粒子,有这么多“基本”吗?
按照反物质理论,任何粒子都有它的反粒子。进而推出反原子、反分子、反地球、反宇宙。
可是有关资料说,传递弱力的W介子有±,而Z介子没有Z⁺与Z⁻。传递电磁波的光子(γ⁰)无反光子,说光子的反粒子就是正光子。
还有说,制造质量的希格斯子H⁰应该还有H⁺与H⁻。这些说法,让人觉得有点“语无伦次”。
现在的理论物理界,似乎不敢再提或故意回避基本粒子这个称谓。所谓基本,至少是寿命较长的独立存在。
可是,除了最稳定的电子、次稳定的质子,不稳定的中子(半衰期约15分钟),其它的寿命都是不会长于10⁻²⁴秒。
笔者认为,够得上基本粒子的充其量只有电子与质子,质子=电子+繆核介子,中子是复合粒子,中微子可以归入高频伽玛频谱的光子,所有的玻色子都是基于场介质的场量子。
如果代表场介质的玻色子都是虚粒子,那么真正的费米子只有一个——电子(e⁻)。玻色子不过是电子运动激发的场效应指标。
Stop here。物理新视野与您共商物理前沿与中英双语有关的疑难问题。
5. 量子湮灭原理?
量子湮灭:物质和它的反物质相遇时,会发生完全的物质能量转换,产生如光子的能量形式,这个过程称之为湮灭又称互毁、相消、对消灭。例如电子与正电子之间的有效碰撞后消失并产生夸克等新物质与高能光子(y射线)等能量的过程。
最早发现的反物质是反质子和反电子,物理学家们早就熟悉它们,并且意识到它们和构成我们身边物质的通常的基本粒子仅有极其微小但却是原则性的差别:它们和对应的基本粒子具有相同质量,但如果有电荷,必然和通常的基本粒子相反,如质子带正电,反质子就带负电;电子带负电,反电子则带正电(其实它最早就被称为正电子)。
6. 用反物质正电子轰击正质子会产生湮灭吗?
平心而论,由于电荷同性相斥,你想用正电子轰击同样是带正电荷的质子是很困难的。因为就算是普通电子和质子挤压到一起成为中子,也就是形成中子星那样级别的能量。。
但是根据理论可以推测一下,碰撞的结果无非是弹射和吸收,第一种可能,正电子和质子会弹开,不会产生新物质。
第二种可能,产生电荷交换,电子正电荷被质子吸收,质子变成反质子,同时放出一个反光子。。。
7. 现在的仪器可以把电子转化成光子吗?
看到有一个童鞋问了这么一个问题:现在的仪器可以把电子转化为光子吗?为什么。
这还真是个有意思的问题,我看了一下其他朋友给出的回答,有人说“系不系傻,灯泡不就是把电子变光子么”。
还真不是,在这个过程中确实出现了光子,但是电子并没有减少,这并不是电子本身变成了光子,而是“电子的运动”变成了光子。
能量守恒控制的领域能量守恒定律为什么经典?因为我们在分析多种复杂的物理现象时,常常会因为过程太过复杂而而陷入困境。但能量守恒就是这样一种神奇的存在,在应用了它之后,我们只需要在初始状态时确定好数据,在状态结束时再确实好已知的数据,就可以算出本来不可能计算的数据。
这个宇宙的运行遵循着一些固定的规律,我们将物质间的相对运动,场的激发关系间的变化称为能量,能量有很多不同的形式,它们之间也存在复杂的相互转化。但是非常幸运,它们中存在一个理性的关系——总量不变。这一结论既符合哲学的美感,也与我们期待的宇宙相似,是一件像童话一般美好的结局。
灯泡发光的过程也是如此,我们能看到光是因为钨丝被加热到了4000℃以上,高温让原子剧烈地振荡,轨道上的电子也会因此获得能量,飞跃到更高的轨道上,这被称为“电子跃迁”,同样,电子轨道有上也有下,当电子回到低轨道时,会释放能量,这些能量也就是光。
高温有很多来源,比如火就是最常见的方法,而钨丝上的温度则是来源于电流受到的阻力,也就是电阻。导体对电子的移动存在阻力,电子与原子相摩擦碰撞会失去动能,动能被原子获得,在晶格间振荡,也就是热能。
电能的本质是电场的变化引发的电子移动,电子是动能的载体,但不是动能本身,这个过程中并没有损失一个电子,电子自然也就没有变成光子。
香蕉物理实验如果想要让电子变成光子,其实就是要让一个有质量的物质变成一份纯粹的能量,这已经突破了能量守恒定律所能约束的范围了,这种现象被称为质能转化,是在110年前由爱因斯坦提出的伟大理论。
那么电子如何能变成光子呢?需要很复杂的设备吗?是不是非常的可怕,一但发生会怎么样?
其实每个人都可以做到,而且在家就可以,成本大概几块钱,不信你可以试试。
请按以下步骤操作:
1、到离家最近的市场
2、找到一家水果店
3、买一支香蕉(通常老板不会一支一支的卖,不过如果你在日本,就可以轻松解决)
4、将皮剥掉,把香蕉芯抓在手上
5、碾碎它覆盖你的手掌
好的,实验已经开始了,现在你的手掌上大约每过1小时50分钟就有一个电子变成了光子!
停停停!不要打脸……
我真的没有耍你!香蕉富含钾,而自然界的钾有含有放射性同位素钾-40,它比元素同期表上的钾多了一个中子,大约占总钾量的0.0117%。
反物质与光子钾-40有一定概率发生β衰变变成氩-40或钙-40。钾是第19号元素,原子核内有19个质子,而氩是18号,钙是20号,如果是变成钙-40,就要将一个中子变成质子,释放一个电子与一个中微子,如果是变成氩-40,则需要将一个质子变成中子,释放一个正电子与一个中微子。
等等……正电子?电子还有正的吗?
没错,这是真的,宇宙中确实存在正电子,但是它的含量极少,只有在特殊元素的β衰变过程中才会检测到。
正电子属于一个让所有人都为之一震的分类名:
反物质……
是的!现在看看你的手掌,现在你正握着全宇宙中最强大,最可怕的能量来源之一。
反物质与正物质相遇会怎么样,相信不用我说你们也能一口说出那个无比帅气的词:
湮灭……
是的!它们的形式会瓦解,变成纯粹的能量
那是什么能量呢?是光子
那个你手心的正电子会与你手上的一个电子相遇、湮灭,变成两个光子,消失在能量流动不息的世界中。
在那一瞬间,有一个可能已经存在了137亿年的电子永远地消失在这个宇宙中……
不过没必要为它伤感,这一切都是宇宙的安排,哈哈哈哈
让你没想到的是我们一直活在一个如此奇妙的宇宙中,如果没有人类文明的出现,这样的秘密只能作为支持宇宙运行的规则永远地埋藏下去
赞美科学,再一次!
我是酋知鱼,一个有点东西的科学作者,欢迎关注!
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