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奇异物质 (假设事物)

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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:

负物质

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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

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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。

,其中E为能量,m为质量,c为光速(常数),v为速度

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·本福特英语Gregory Benford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)。

量子场论中,虚质量会导致快子凝聚

超高压下的物质

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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
3
Cl
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
3
Cl
2
Na
2
Cl
。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
3
Cl
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

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参考资料

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  1. ^ Griffin, Andrew. Scientists observe liquid with 'negative mass', which turns physics completely backwards需要付费订阅. The Independent. 2017-04-20 [2020-12-11]. (原始内容存档于18 June 2022). 
  2. ^ 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). 
  3. ^ 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). 
  4. ^ 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). 
  5. ^ 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可免费查阅. doi:10.1126/science.1244989.