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反物質是物質的鏡像。物質由原子組成，原子又由質子、中子和電子組成。質子帶正電，電子帶負電，中子不帶電而有一定的磁性。所謂物質的鏡像，就是還有一種質子帶有負電，叫反質子；還有一種電子帶正電，叫反電子；也還有一種磁性正好與前面所說的中子相反的中子。這些統稱為反物質。　　反物質和物質水火不相容，一旦相遇，就相互吸引、碰撞而全部轉化為光。一克反物質與一克物質碰撞而湮滅時釋放出的能量，相當于當今世界上最大的水電站12個小時發出的能量總和。　　通常物質中沒有發現過反物質，即使在實驗條件下，反質子也一瞬即逝。如果要獲得一克反物質，不僅技術難度大，而且至少要花10億美元的費用；目前的儲藏、運輸也很困難。然而，科學家認為，反物質在未來可能是人類不可估量的能源。 宇宙間有許多物質即看不到也感覺不到，它們就是所謂的“暗物質”。暗物質在宇宙的組成中占24%。不過，說到底暗物質究竟是什么東西，如今仍不十分清楚。理論家提出了各種各樣的猜測和預言，目前流行的看法是，暗物質可能是某種或某些相互作用極弱的重粒子，在已知的粒子中，最有可能是暗物質的就是微中子。這種粒子的作用很弱，可以穿越地球，而且數量很多。按照宇宙學的理論，平均每立方厘米中約有100個微中子，這就是說，在你身體的范圍里，少說也有10萬個微中子。。

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反物質這個概念，聽起來似乎是科幻小說家杜撰出來的。其實，世界上確實存在著反物質，反物質是由反粒子構成的，而反粒子與我們認識的電子、中子和質子等相似，只是電荷相反。有些科學家猜想，在整個宇宙中，物質和反物質是以同等數量存在的。只是，反物質集中在遙遠的星系里，與由普通物質組成的星系相距億萬里。 那么暗物質又是什么東西呢? 1915年，愛因斯坦根據他的相對論得出推論：宇宙的形狀取決于宇宙質量的多少。他認為，宇宙是有限封閉的。如果是這樣，宇宙中物質的平均密度必須達到每立方厘米5×10的負30次方克。但是，迄今可觀測到的宇宙的密度，卻比這個值小100倍。也就是說，宇宙中的大多數物質“失蹤”了，科學家將這種“失蹤”的物質叫“暗物質”。 一些星體演化到一定階段，溫度降得很低，已經不能再輸出任何可以觀測的電磁信號，不可能被直接觀測到，這樣的星體就會表現為暗物質。這類暗物質可以稱為重子物質的暗物質。 還有另一類暗物質，它的構成成分是一些帶中性的有靜止質量的穩定粒子。這類粒子組成的星體或星際物質，不會放出或吸收電磁信號。這類暗物質可以稱為非重子物質的暗物質。 天文學的觀測表明，宇宙中有大量的暗物質，特別是存在大量的非重子物質的暗物質。據天文學觀測估計，宇宙的總質量中，重子物質約占2%，也就是說，宇宙中可觀測到的各種星際物質、星體、恒星、星團、星云、類星體、星系等的總和只占宇宙總質量的2%，98%的物質還沒有被直接觀測到。在宇宙中非重子物質的暗物質當中，冷暗物質約占70%，熱暗物質約占30%。 標準模型給出的62種粒子中，能夠穩定地獨立存在的粒子只有12種，它們是電子、正電子、質子、反質子、光子、3種中微子、3種反中微子和引力子。這12種穩定粒子中，電子、正電子、質子、反質子是帶電的，不能是暗物質粒子，光子和引力子的靜止質量是零，也不能是暗物質粒子。因此，在標準模型給出的62種粒子中，有可能是暗物質粒子的只有3種中微子和3種反中微子。 20世紀80年代初期，美國天文學家艾倫森發現，距我們30萬光年的天龍座矮星系中，許多碳星(巨大的紅星)周圍存在著穩定的暗物質，即這些暗物質受到嚴格的束縛。高能熱粒子和能量適中的暖粒子是難以束縛住的，它們會到處亂竄，只有運行很慢的“冷粒子”才能束縛住。物理學家認為那是“軸子”，它是一種非常穩定的冷“微子，質量只有電子質量的數百萬分之一。這就是暗物質的軸子模型。 軸子模型是否成立，最終得由實驗裁決。最近，還有人提出，暗物質可能是一種稱做“宇宙弦”的弦狀物質，它產生于大爆炸后的一秒期間內，直徑為1萬億億億分之一厘米，質量密度大得驚人，每寸長約1億億噸。這種理論是否成立，同樣有待科學家進一步研究。

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反物質就是由反粒子組成的物質。所有的粒子都有反粒子，這些反粒子的特點是其質量、壽命、自旋、同位旋與相應的粒子相同，但電荷、重子數、輕子數、奇異數等量子數與之相反。例如，氫原子由一個帶負電的電子和一個帶正電的質子構成，反氫原子則與它正好相反，由一個帶正電的電子和一個帶負電的反質子構成。物質和反物質相遇后會湮滅，釋放出大量能量。科學家認為，制造出大量反氫原子，有助于驗證CPT守恒假設的正確性和宇宙標準模型的普適性。如果發現反氫原子與氫原子在物理規律上并不完全對等，將給物理學和宇宙學的一些基礎問題帶來非常重要的新啟發。例如宇宙大爆炸理論認為，宇宙誕生時，從虛無中產生了相等數量的物質和反物質。但人們觀察到的宇宙中，物質顯然占絕對的主導地位。對反氫原子的研究，可能有助于解開這個疑點宇宙間有許多物質即看不到也感覺不到，它們就是所謂的“暗物質”。暗物質在宇宙的組成中占24%。暗物質既然看不到也感覺不到，怎樣才能知道它的存在和測量出它的大小呢？意大利國家實驗室的科學家宣稱他們探測到了暗物質的訊號。這間實驗室位于亞平寧山脈主峰巨石峰之下1400米的隧道里，隧道長10多公里，陰潮幽暗，濕度達100%，雖然有強力通風及空調設備，仍然不免感到郁悶。DAMA（暗物質）實驗小組已經在這里堅持了10年，盡管實驗結果沒有得到承認，但他們仍然要堅持下去。因為他們相信天文物理學家的結論，認為暗物質高達24%。暗物質是誰最先發現的呢？1930年初，瑞士天文學家茲威基發表了一個驚人結果：在星系團中，看得見的星系只占總質量的1/300以下，而99%以上的質量是看不見的。不過，茲威基的結果許多人并不相信。直到1978年才出現第一個令人信服的證據，這就是測量物體圍繞星系轉動的速度。我們知道，根據人造衛星運行的速度和高度，就可以測出地球的總質量。根據地球繞太陽運行的速度和地球與太陽的距離，就可以測出太陽的總質量。同理，根據物體（星體或氣團）圍繞星系運行的速度和該物體距星系中心的距離，就可以估算出星系范圍內的總質量。這樣計算的結果發現，星系的總質量遠大于星系中可見星體的質量總和。結論似乎只能是：星系里必有看不見的暗物質。那么，暗物質有多少呢？根據推算，暗物質占宇宙物質總量的20—30%才合適。不過，說到底暗物質究竟是什么東西，如今仍不十分清楚。理論家提出了各種各樣的猜測和預言，目前流行的看法是，暗物質可能是某種或某些相互作用極弱的重粒子，在已知的粒子中，最有可能是暗物質的就是微中子。這種粒子的作用很弱，可以穿越地球，而且數量很多。按照宇宙學的理論，平均每立方厘米中約有100個微中子，這就是說，在你身體的范圍里，少說也有10萬個微中子。為探索暗物質的秘密，世界各國的粒子物理學家正在這個領域努力工作，相信揭開暗物質神秘面紗的那一天不會太遙遠了。

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反物質1928年英國物理學家狄拉克預言存在一種“正電子”，它的質量，自旋，電荷量都與電子一模一樣，只是帶有正電荷，這就是反電子。后來發現，不僅電子有它的反粒子，質子，中子……都有其對應的反粒子，分別叫做反質子，反中子……。 反物質和物質一旦相遇，就相互吸引、碰撞而全部轉化為光并釋放出的巨大的能量。通常在物質世界中并沒有發現過反物質，即使在實驗條件下，反質子也很快就會消失。 暗物質明物質與暗物質都是由分子原子組成的，物質到底是明物質，還是暗物質，取決于物質與環境相互作用的光子信息能量，如果物質與環境相互作用光子信息能量，這種物質就能夠被人們利用和觀察，它就是明物質；如果這種物質不能與環境相互作用光子信息的能量，這種物質就是暗物質，所以說無論是暗物質還是明物質，都可以說成是由分子原子組成的，它是由于光子信息團構成的。