奇異物質 (假設事物)
在物理學中,奇異物質(英語:Exotic matter)指的是與普通物質不同,具有奇異特性的物質的統稱。奇異物質有以下幾種:
- 未被發現的假想粒子和物質狀態,如果存在的話,其性質將在已知物理定律的範圍內,例如反物質、超重元素物質。
- 假想的具有反常物理性質的粒子,例如負物質、快子物質,它們可能打破已知的物理定律。
- 幾種已通過實驗證實存在的粒子,被推測為奇異強子,且符合標準模型。
- 極端的物質狀態,例如玻色-愛因斯坦凝聚態、費米子凝聚態、核子物質、量子自旋液體、弦網液體、超臨界流體、色玻璃凝聚體、夸克-膠子等離子體、里德堡物質、里德堡極化子、光子物質、維格納晶體、超流體和時間晶體,這類物質完全符合已知物理定律。
- 物理學中所知甚少的物質,例如暗物質、負壓物質(暗能量)和鏡像物質。
- 當置於超高壓下時,可能會導致其物理或化學性質發生劇烈變化的普通物質。
- 簡併態物質
- 奇異原子
負物質
[編輯]擁有負質量(英語:Negative mass)的一類奇異物質有時譯為負物質(英語:Negative matter)。注意這裏的「負粒子及負物質」與「反粒子及反物質」(英語:Antiparticle and Antimatter)是完全不同的概念,負粒子及負物質擁有負質量/負能量,而反粒子及反物質具有正質量/正能量。反粒子及反物質與普通粒子及普通物質(意即正粒子及正物質)一樣會被重力場吸引,但另一方面負粒子及負物質不會受重力場吸引,反而會受其排斥。[1][2]
負物質可能擁有一些奇特的特性,如往施力方向的反方向加速。譬如一個慣性質量為負、電荷為正的物體與帶電的普通物質相互作用,它會與帶正電的物體相吸,與帶負電的物質相斥,完全與普通物質間的「同性相斥,異性相吸」相反。這種反常的行為可產生一些不可思議的結果。
虛質量
[編輯]靜止質量為虛數的假想粒子稱為快子,其運動速度永遠高於光速。目前尚無證據表明快子存在。
如果靜止質量m是虛數,由於E(能量)必須是實數,說明分母也是虛數,即被開方數為負,而只有v(速度)大於c(光速)時該條件才滿足。格雷戈里·本福特等人指出,根據狹義相對論,若快子存在,可實現與過去的通訊[3](見快子電話)。
超高壓下的物質
[編輯]在超高壓下,氯化鈉 (NaCl) 等物質在氯或鈉過量的情況下會轉化為經典化學「禁止」的化合物,例如Na
3Cl 和 NaCl
3。量子力學計算預測了其他化合物的可能性,例如NaCl
7,Na
3Cl
2 和 Na
2Cl。這些材料在高壓下具有熱力學穩定性。此類化合物可能存在於高壓下的自然環境中,例如深海或行星核心內部。這些材料具有潛在的有用特性。例如 Na
3Cl是一種二維金屬,由可以導電的純鈉和鹽層組成。鹽層充當絕緣體,而鈉層充當導體。[4][5]
參見
[編輯]- 反物質 – 由普通物質相應粒子的反粒子組成的物質
- 反物質的引力相互作用 – 反物質引力理論
- 暗能量 – 驅動宇宙加速膨脹的能量
- 暗物質 – 宇宙學中的概念
- 鏡像物質 – 普通物質的假設對應物
- 負能量 – 物理學中的概念
- 負質量 – 物理模型中的概念
- 量子色動力物質 – 物質的假設相QCD物質
- 奇異物質(Strange matter) - 與「Exotic matter」譯名相同,但是不同的概念,由奇異夸克構成的簡併物質。
- 蟲洞
參考資料
[編輯]- ^ Griffin, Andrew. Scientists observe liquid with 'negative mass', which turns physics completely backwards
. The Independent. 2017-04-20 [2020-12-11]. (原始內容存檔於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]. (原始內容存檔於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 (英語).
- ^ Scientists turn table salt into forbidden compounds that violate textbook rules. Gizmag.com. 21 January 2014 [2014-01-21]. (原始內容存檔於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.