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我们知道,物质与反物质相遇会湮灭,而物质与反物质的差别正在于电性,那么为什么具有负电荷的电子,在遇到具有正电荷的质子时,没有发生湮灭,而只是绕其旋转呢?

关于这个问题,我想我们首先需要明确一个概念,那就是从本质上看,湮灭反应其实与核反应没有什么区别,核反应不论是聚变还是裂变,都是利用损失一小部分物质的质量,来换取能量。而湮灭则是损失反应物 100%的质量来换取能量。也就是说,二者得到能量所依靠的都是质能反应。

这么看来,其实质子与电子也是可以发生核反应的,只是远达不到湮灭的程度,而二者反应最常见的方式,就是轨道电子俘获,这也是放射性同位素的衰变方式之一。具体来看,就是一些质子含量较高的原子核,由于其自身的不稳定性,可以通过弱相互作用,吸收一个内层轨道电子,使得其内部的一个质子变成中子,并放出电子中微子。比如同位素铝 26,它就可以通过轨道俘获电子的方式,衰变成镁26。

而至于单独存在的质子与电子发生反应甚至是湮灭的情况,这就很少见了。原因在于,根据所谓的强子数守恒原则,质子与电子的反应,至少要产生一个重子,重子指的就是由三个夸克或反夸克所组成的粒子,像是质子和中子等,都属于重子。但问题在于,质子正是最轻的重子,所以如果质子与电子发生反应,生成物总会比它们更重,比如中子的静止质量,就要大于质子与电子的静止质量之和。所以根据质能守恒,就必须有极大的额外能量,才能使得这种反应发生,比如对于轨道电子俘获来说,这部分能量来自原子核内一个质子转换为一个中子之后,其重子排布结构的改变,也就是原子核结合能的改变。而对于单独存在的质子与电子,为了使反应发生,一种方式是在粒子加速器中让它们高速对撞,另一种方式就是极大地增加压强,而这也正是中子星的形成方式。完了。 返回搜狐,查看更多

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