反物質係一樣喺唔少涉及科幻、科學題材嘅電影、小說作品入面「老是常出現」，應用異常廣泛嘅嘢，好似好多人認識《天使與魔鬼》（Angels and Demons）入面威力比核彈更勁嘅反物質炸彈或者 《星際奇遇記》（Star Trek）靠反物質推動嘅曲速引擎咁。雖然個名聽落好似好勁、好神祕，但其實反物質哩樣物理學家早喺上世紀初就已經有理論預言到佢哋存在同有實驗證據支持，而事實上反物質亦唔係好似科幻小說所FF咁萬能 ) 。
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(Credits: Quahntasy, https://www.youtube.com/watch?v=DCXasr-y8Vo)[/size=2][/b][/center]
反物質哩樣嘢係量子力學（quantum mechanics）+ 狹義相對論（special relativity）+ 經典場論（classical field theory）結合嘅一套理論，即量子場論（quantum field theory, QFT）所衍生出嘅結果。喺過去古典物理學，一般都認為世界最基本嘅構成係粒子，而物理場（fields）就係啲粒子所衍生出嘅嘢。不過量子場論就顛覆咗哩個概念，粒子同物理場兩者其實互為因果，都係同一樣嘢，「大家不用分那麼細」。簡單嚟講，喺量子場論哩個理論入面，物理世界所有嘢其實都係由充斥住宇宙空間每個角落嘅量子版本物理場組成，而粒子就係哩啲量子場喺某局部區域地域性嘅激發態（excitation）。有興趣想知多啲乜嘢係量子場論可睇下面《PBS Space Time》嘅短片：
https://www.youtube.com/watch?v=ATcrrzJFtBY
哩套理論嘅基礎最先係由小弟劍橋師兄（「自認」，好似係 ）狄拉克（Paul Dirac）喺1928年提出，佢係第一個諗到點樣將薛丁格方程（Schrödinger’s equation）改寫成能夠準確描述電子同時又乎合狹義相對論版本嘅人。哩條量子力學方程就係預言出反物質存在著名嘅狄拉克方程（Dirac equation）。當時狄拉克發現哩條方程除左能夠描述量子態分別為上旋同下旋嘅電子外，仲多咗兩個好似描述𡁵負能量電子嘅自由度（degree of freedom）。於是佢就提出狄拉克之海（Dirac sea）假說，話現實世界真空其實係存在住好多負能量嘅電子，而狄拉克方程多咗嘅自由度就係描述𡁵當嗰啲真空負能量嘅電子被激發出嚟變成有正能量時，過程喺真空所做成嘅窿。雖然套假說其實係錯，哩啲負能量電子「窿」正確應該理解為物理特性同電子相反，能量係正嘅正電子（positron），不過狄拉克無疑係現代物理學提出反粒子存在嘅第一人。之後冇幾耐1932年另一位物理學家安達臣（Carl David Anderson）就透過觀察宇宙射線發現咗正電子，證實咗哩啲「窿」現實真係存在，證明狄拉克公式冇錯。
[center][/center] | | #2019/04/27, 12:57:56 下午 |
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