反物质：世界的终极镜像 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　欧洲核子研究中心的物理学家们创造了一批真正的反物质原子，这个激动人心的消息顿时震惊了科学界。在日常世界里，反物质并不存在。而在宇宙创生之初，反物质却可能与物质同样重要。可如今宇宙中似乎只有物质而没有反物质。这是怎么回事呢？面对陌生的反物质——只要不到10-18克就会使一个人瞬间汽化的东西，你是不是感到非常惊奇？本书明快易懂地讲述了反物质这个科学幻想是如何变成科学事实的。作者尽量避免使用艰深的专业语言或复杂烦人的方程式，而是从《阿丽思镜中奇遇记》里的镜像世界开始，通俗地介绍反物质世界。作者通过讲述物理学中的镜像对称性，循序渐进地揭示了反物质的性质。同时他还讲述了随着欧洲和美国大型粒子加速器的建成使用，由高能碰撞产生的反物质碎片如何为研究其性质提供了新的线索，如何使得在量子尺度上的反粒子的发现愈来愈激荡人心。

作者简介

　　戈登·弗雷泽（Gordon Fraser，1943～ ），瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心《CERN信使》（CERNCourier，一份涵盖高能物理学各个方面的国际性月刊）编辑，科学作家。获得伦敦帝国学院粒子物理学博士学位后，弗雷泽便投身科技刊物的出版，同时撰写科学图书。他曾作为访问学者到英国多所大学进行学术交流。著有《寻找无限——解开宇宙之谜》、《夸克机器——欧洲如何打粒子物理战》、《反物质——世界的最终镜像》、《21世纪新物理学》、《宇宙的怒火——阿卜杜斯·萨拉姆传》等。

目录

内容提要
作者简介
序
第一章 科幻小说成为科学事实
第二章 镜像世界
第三章 一套不均衡的电部件
第四章 量子大师
第五章 正电子的证据
第六章 时间的反向通道
第七章 夸克和反夸克
第八章 破缺的镜像
第九章 宇宙的塞钻
第十章 反粒子的对撞过程
第十一章 为反物质设个陷阱
第十二章 胶与反化学
第十三章 反物质在战斗
第十四章 极大引力的反物质

精彩书摘

　　“我一直真正在努力做的是使它清晰，于是便有些笨拙地想出了这种半想象的图形化的东西。我仿佛看到径迹晃呀晃呀晃呀地摇晃或者扭动。即使现在，当我谈到还在起作用的影响时，我看见的仍是这种连接，而且我取这种转折点——就似乎像是有一大口袋东西——来试验，将其集中起来，并加以扩展。”费恩曼（RichardFeynman），1这个数学能手、物理天才、撬保险箱者、爱捉弄人的人、邦戈（bongo）鼓手和诺贝尔奖得主，这样讲述了他是如何凭直觉而捕捉到电子的行为的。费恩曼的新的电子绘景，把未来将要发生的事情和过去已经发生的事情同样对待，为正电子的存在提供了一种自然的画面。物理学家们再也不必用抽象的真空和空穴的方式来思考了。
　　费恩曼的摇晃一扭动这种直觉之所以得以起作用，有赖于前几代细致而踏实的物理学家们在[物理学]原野上的精耕细作。麦克斯韦的经典方程已表明，电磁场是以光速传播的一种振动的波——电磁辐射。由于辐射是电子和其他所有带电粒子的使者，了解了电子首先就意味着了解了这种辐射。没有辐射，电荷就没有意义，这就好像有机场而没有飞机一样。原子振子
　　19世纪末，物理学家们试图解释热的物体是如何以热和光的形式发出电磁辐射的。物体被加热时，它的原子振子运动加快，像微小的两极天线那样发射电磁辐射。受热物体最初只是单纯地变热，接着发出暗红色的光，然后是橘黄色的，最后变为“白热”。物理学家们发现，热材料所发出的辐射只和温度有关，而与材料本身无关。为了理解原子振子中的基本机制，物理学家们必须能够预言这种辐射的谱线——它是如何由不同波长的辐射组成的，有多少热量，有多少种光，红外和紫外各有多少。随着温度的升高，更短的波长出现了——光的波长比热的波长更短。物理学家们的原子振子模型给出的谱线与我们所看到的一致，只是有一处例外。一些方程清楚地表明，非常热的物体会放出无穷多的短波长辐射即紫外光。这显然是错的。没有什么东西会成为一个永不枯竭的辐射源。
　　一旦物理学的方程给出明确的预言，比如狄拉克对负平方根所显示的，这些预言就值得追踪。然而，一旦方程给出不想要的无穷大解，这通常就意味着这些方程已山穷水尽，此时就必须重新推敲基本假设。尽管严格地说方程是“错的”，可这并不表示就该抛弃它们。它们只要在某一范围内有效，就是有用的。在温暖干爽的屋子里，完全可以忽视外面的雨。
　　……

前言/序言

　　反物质，这是一个如此熟悉同时又令人费解的名词。给一个日常概念加个简单的前缀反，马上就能扰乱人的理解并激发想象力。 科学幻想小说的好素材出自富于想象力的头脑。最初的一个例子是天才的阿西莫夫（lsaac Asimov）发明了以智能驱动的机器人，它用反粒子（正电子）来确定其行动路线。然后是威廉森（Jack Williamson）的“反地球”（CT）物质。 《星际迷航》（Star Trek）的创作者罗登伯里（Gene Roddenberry）也曾介绍过用反物质驱动的超光速宇宙飞船。
　　此类科学幻想小说的成功使得反物质对公众产生了不可思议的吸引力。1996年1月，一家普通报纸发表了一条来自瑞士日内瓦欧洲核子研究中心（CERN）的消息，称一个小型实验已经合成了第一批反氢原子——化学形式最简单的反物质。 由于科学幻想所产生的巨大影响，这个消息引起的轰动是惊人的——几个小时之内，这几个反原子就占据了世界各地电视节目的黄金时段和无数报纸的头条。 基础物理学引起公众如此丰富的想象，除了核武器的发展有过这样的影响之外，这乃是绝无仅有的。
　　撇开这些不谈，本书将要说明为什么反物质是严肃的科学——基本的物理学。 感谢在此项工作中给予我帮助的布尔坎（Maurice Bourquin）、克洛斯（Frank Close）、坎迪（Don Cundy）、伊兹斯（JohnEades）、吉利斯（James Gillies）、雅各布（Maurice Jacob）、兰杜亚（Rolf Landua）、默尔（Dieter Mohl）、奥尔勒特（Walter Oelert）、胡德布霍伊（ Pervez Hoodbhoy）、侯赛因（Faheem Hussain）、德鲁瑞拉（Alvaro de Rujula）、萨顿（Christine Sutton）和丁肇中（Sam Ting）。另外，还要感谢米顿（Simon Mitton）及其剑桥大学出版社的小组。
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