异常物质

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在物理學中,奇異物質英语: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:


  • 假想的具有反常物理性質的粒子,例如具有負質量者,它們可能打破已知的物理定律。

  • 未確認的假想粒子,如奇異重子,其性質以既有的物理學看來可能並不奇異。

  • 極端的物质状态,如玻色–爱因斯坦凝聚,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,如暗物質。



目录





  • 1 負質量


  • 2 虛質量


  • 3 其他奇異物質


  • 4 另見


  • 5 參考資料




負質量



擁有負質量(negative mass)的一類奇異物質有時譯為負物質。注意這裏的「負物質」與「反物质」(antimatter)是完全不同的概念,負物質擁有負質量/負能量,而反物質具有正質量/正能量[1]


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



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。



E=m⋅c21−v2c2displaystyle E=frac mcdot c^2sqrt 1-frac v^2c^2E = fracmcdot c^2sqrt1 - fracv^2c^2,其中E為能量,m為質量,c為光速(常數),v為速度

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·本福特英语Gregory Benford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[2](見快子電話)。


在量子場論中,虛質量會導致快子凝聚。



其他奇異物質



另見



  • 奇異物質(strange matter) - 與「exotic matter」譯名相同,但是不同的概念

  • 虫洞


參考資料




  1. ^ 加來道雄 《電影中不可能的物理學》,世茂出版社 (2009): P. 349.


  2. ^ 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). 







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