奇异物质 (假设事物)
在物理学中,奇异物质(英语:Exotic matter)指的是与普通物质不同,具有奇异特性的物质的统称。奇异物质有以下几种:
- 未被发现的假想粒子和物质状态,如果存在的话,其性质将在已知物理定律的范围内,例如反物质、超重元素物质。
- 假想的具有反常物理性质的粒子,例如负物质、快子物质,它们可能打破已知的物理定律。
- 几种已通过实验证实存在的粒子,被推测为奇异强子,且符合标准模型。
- 极端的物质状态,例如玻色-爱因斯坦凝聚态、费米子凝聚态、核子物质、量子自旋液体、弦网液体、超临界流体、色玻璃凝聚体、夸克-胶子等离子体、里德堡物质、里德堡极化子、光子物质、维格纳晶体、超流体和时间晶体,这类物质完全符合已知物理定律。
- 物理学中所知甚少的物质,例如暗物质、负压物质(暗能量)和镜像物质。
- 当置于超高压下时,可能会导致其物理或化学性质发生剧烈变化的普通物质。
- 简并态物质
- 奇异原子
负物质
[编辑]拥有负质量(英语:Negative mass)的一类奇异物质有时译为负物质(英语:Negative matter)。注意这里的“负粒子及负物质”与“反粒子及反物质”(英语:Antiparticle and Antimatter)是完全不同的概念,负粒子及负物质拥有负质量/负能量,而反粒子及反物质具有正质量/正能量。反粒子及反物质与普通粒子及普通物质(意即正粒子及正物质)一样会被重力场吸引,但另一方面负粒子及负物质不会受重力场吸引,反而会受其排斥。[1][2]
负物质可能拥有一些奇特的特性,如往施力方向的反方向加速。譬如一个惯性质量为负、电荷为正的物体与带电的普通物质相互作用,它会与带正电的物体相吸,与带负电的物质相斥,完全与普通物质间的“同性相斥,异性相吸”相反。这种反常的行为可产生一些不可思议的结果。
虚质量
[编辑]静止质量为虚数的假想粒子称为快子,其运动速度永远高于光速。目前尚无证据表明快子存在。
如果静止质量m是虚数,由于E(能量)必须是实数,说明分母也是虚数,即被开方数为负,而只有v(速度)大于c(光速)时该条件才满足。格雷戈里·本福特等人指出,根据狭义相对论,若快子存在,可实现与过去的通讯[3](见快子电话)。
超高压下的物质
[编辑]在超高压下,氯化钠 (NaCl) 等物质在氯或钠过量的情况下会转化为经典化学“禁止”的化合物,例如Na
3Cl 和 NaCl
3。量子力学计算预测了其他化合物的可能性,例如NaCl
7,Na
3Cl
2 和 Na
2Cl。这些材料在高压下具有热力学稳定性。此类化合物可能存在于高压下的自然环境中,例如深海或行星核心内部。这些材料具有潜在的有用特性。例如 Na
3Cl是一种二维金属,由可以导电的纯钠和盐层组成。盐层充当绝缘体,而钠层充当导体。[4][5]
参见
[编辑]- 反物质 – 由普通物质相应粒子的反粒子组成的物质
- 反物质的引力相互作用 – 反物质引力理论
- 暗能量 – 驱动宇宙加速膨胀的能量
- 暗物质 – 宇宙学中的概念
- 镜像物质 – 普通物质的假设对应物
- 负能量 – 物理学中的概念
- 负质量 – 物理模型中的概念
- 量子色动力物质 – 物质的假设相QCD物质
- 奇异物质(Strange matter) - 与“Exotic matter”译名相同,但是不同的概念,由奇异夸克构成的简并物质。
- 虫洞
参考资料
[编辑]- ^ Griffin, Andrew. Scientists observe liquid with 'negative mass', which turns physics completely backwards
. The Independent. 2017-04-20 [2020-12-11]. (原始内容存档于18 June 2022).
- ^ Mortillaro, Nicole. Scientists create fluid that seems to defy physics:'Negative mass' reacts opposite to any known physical property we know. CBC News. 2017-04-20 [2020-12-11]. (原始内容存档于2017-08-28).
- ^ G. A. Benford, D. L. Book, and W. A. Newcomb. The Tachyonic Antitelephone. Physical Review D. 1970, 2: 263. Bibcode:1970PhRvD...2..263B. doi:10.1103/PhysRevD.2.263 (英语).
- ^ Scientists turn table salt into forbidden compounds that violate textbook rules. Gizmag.com. 21 January 2014 [2014-01-21]. (原始内容存档于22 January 2014).
- ^ Zhang, W.; Oganov, A. R.; Goncharov, A. F.; Zhu, Q.; Boulfelfel, S. E.; Lyakhov, A. O.; Stavrou, E.; Somayazulu, M.; Prakapenka, V. B.; Konôpková, Z. Unexpected Stable Stoichiometries of Sodium Chlorides. Science. 2013, 342 (6165): 1502–1505. Bibcode:2013Sci...342.1502Z. PMID 24357316. S2CID 15298372. arXiv:1310.7674
. doi:10.1126/science.1244989.