反物質

反物質(Antimatter)
國立臺灣大學電機工程學系96級戴伃芸/國立臺灣大學化學系鄭原忠助理教授責任編輯

科學家利用美國國家航空暨太空總署的費米伽瑪射線太空望遠鏡（NASA’s Fermi Gamma-ray Space Telescope）在雷電風暴上方發現反物質束，締造首次地球上，反物質在自然狀態下出現的記錄。(圖片來原：NASA)

在粒子物理學中，反物質是指由反粒子(Antiparticle) 所組成的物質。多數的基本粒子都有其對應的反物質粒子，也就是所謂的反粒子。相對應的粒子和反粒子的質量、生命期、自旋等性質相同；但電荷、磁矩等性質則相反。 反粒子構成反物質，就和基本粒子組成一般物質的方式一樣；舉例來說，反質子、反中子和反電子如果像質子、中子、電子那樣結合起來就形成了反原子；一個反質子和反電子結合就會形成反氫原子。

現代反物質的概念是由英國物理學家狄拉克(P.A.M. Dirac)在他的空穴理論(Hole theory)中首先提出的。他在一九二八年提出符合狹義相對論要求的電子量子狄拉克方程式(Dirac Equation)，該方程式預測了反電子(positron)的存在。1932年，安德森(Carl Anderson)在宇宙射線中發現一種帶有和電子電量相同的正電荷，但其質量遠小於質子質量的粒子，之後證明即為狄拉克所預言的反電子，自此反物質的存在因而確立。