今天,我們到處都能探測到它們。
電子與反電子對被「無中生有」的過程被稱為粒子-反粒子偶的產生。
反方向的過程同樣存在:當一個電子與反電子相遇時,它們發生湮滅,消失了,噗!不見了,它們的質量變回能量,在一瞬間,變成光。
電子們與它們的相反自己產生於電磁場,當它們相遇湮滅後又變回到電磁場。
既然電子自身存在著,又因為它們是從電磁場中通過電子-反電子偶生成的,那麼推論就是反電子們也應該自身存在。事實上它們的確存在,但不是在任何地方都能找到它們。
一九二八年,狄拉克稱反電子為「海里的洞」,他說的海就是我們現在所稱的電磁量子場,「洞」則是因為它所反映的缺失電荷。
他的「洞」——反電子,在五年之後的一九三三年被實驗發現,狄拉克因他出類拔萃的直覺獲得了當年的諾貝爾物理學獎。他關於場的理論涵蓋了自你開始探訪微觀世界以來到處可見的各種場,並引導他自己發現了反物質。
真正首先探測到狄拉克的反電子的是美國物理學家卡爾·d.安德森(carld.anderson)。但安德森沒有把它命名成反電子,而給了它一個新名字:正電子,至今這個名字仍在使用。安德森在三年後的一九三六年因為他出色的偵探工作獲得了諾貝爾獎。
這樣,反物質誕生了。
我剛才說所有物質中的一半是反物質。但如果只有反電子的話,那就不是所有物質的一半了。那麼有沒有反夸克、反光子和反膠子?
對於電子適用的,對於其他粒子也適用。
它們都有相反的自己。
反夸克的確存在,反中微子和反光子也一樣。但有些粒子,不帶電荷的那些可以同時屬於兩個陣營,成為它自己的反面。光子就是一個好例子:因為光子與反光子都不帶電荷,所以它們一模一樣。
那麼為什麼不管在哪裡,我們都看不到所有其他反粒子出現在我們身邊?
答案是它們就在這裡,就在你身邊,但很少量,因為每次一個反粒子出現,都只能存在非常非常短的時間。記住,任何反粒子與它對應的正常粒子遇到時就會立刻湮滅,依照e=mc²變成一縷能量與光消失。
然而,在宇宙中的某個地方,是否存在一整個由反物質構成的世界,一個反世界,如果你想這麼稱呼它的話。沒有誰知道是否有這樣的世界存在,但如果它們的確存在,而且如果你真的有一天碰巧在外太空見到一個來自它們世界的你,不要握手。你和你的「反你」將變成炸彈立刻爆炸。非常劇烈的爆炸。
就是這樣,我們周圍依然有一些反物質存在。甚至就在你體內,就現在。
每次放射性衰變發生時,就會產生一些反物質,但會迅速和與之對應的正常物質湮滅,產生非常高能的光線,通常它會直接射過你的身體,你和其他人都不會注意到它。
你的眼睛看不到這些光線,因為,我們早先已經討論過,你的眼睛從來不需要進化出這種探測它們的能力。但雖然你的眼睛看不見,科技卻可以——一些機智的工程師們成功地把這個發現轉化成一些高效的醫療診斷和研究工具。pet就是一例。它們被應用於醫院。pet的意思是正電子成像術(positronemissiontomography)。醫生們將液體「示蹤劑」注射到你體內,這種示蹤劑本身具有放射性,每次發生衰變時就會釋放出一個正電子。這個正電子隨後與它遇到的第一個電子發生湮滅,變成強大的伽瑪射線,被體外的pet探測器測到,這些訊號能被用來重建你的身體如何運作的3d模型。相當聰明。
很好。
你現在已經知道了場和它們的真空。
你知道了它們可能被統一。
你知道質量和電荷以及反物質。
這意味著你已作好了準備,可以超越你在第一部分所見到的宇宙,開始新的旅行,奔向大爆炸,甚至更遠處,直到空間與時間的源頭。
所以,如果我是你的話,會深吸一口氣,然後再翻到下一頁。