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和外星人握手前應該問什麽問題?

如果我們人類有壹天擁有了星際旅行的能力,從事星際外交,那麽快速區分正負地外行星是非常必要的。如果遇到反物質星球,貿然登陸或者在那裏和外星人握手,那將是帶著閃電的火花。那麽邊肖將帶妳輕松區分正負物質的區別。

如果妳正在接近壹個遙遠星系中的行星,妳不確定它是由物質還是反物質構成的,所以妳不知道它是否安全著陸。但是這個星球上居住著友好可愛的外星人,妳們之前也通過無線電波交流過。他們還派出了儀仗隊,敲鑼打鼓,每個外星人手裏都拿著壹朵小紅花歡迎妳。而且,他們非常了解人類,和我們壹樣了解物質和反物質的壹切。

在交流中,他們堅持認為自己是由物質構成的。畢竟沒有人習慣把自己的族群定義為?反?。那我們怎麽知道他們字典裏的意思和我們的壹致呢?通過什麽問題可以確定他們的成分和我們壹樣,或者說他們是反外星人的?

如果物質和反物質總是完美對稱平衡的,我們就無法完成判斷,否則只好賭壹把直接著陸或者發射無人探測器,看它進入大氣層或者反大氣層會發生什麽。如果我們的物質進入反物質大氣層,就是瞬間的壹閃,沒有渣。然而幸運的是,我們已經知道物質和反物質之間是不對稱的。雖然很小,但確實存在,可以測量。物質和反物質之間的區別可以通過電中性K介子的行為來揭示。當這個K介子衰變時,會產生壹個既不正也不負的介子,也有壹個單電子或正電子。如果物質和反物質完全對立,那麽兩種衰變也應該是完全匹配的,每次衰變的概率應該是相同的。但實際上它們之間有細微的差別。

在自然界中,K介子和反K介子總是成對存在的,它們的配對使得它們有時會很快消亡,但有時會存活很長時間。這兩種情況有明顯的區別,叫做短命和長命配對。這兩種配對顯示了物質和反物質的不對稱性,但長壽命配對的效果更明顯,衰變過程中發射正電子的幾率略大於發射負電子的幾率:每2000例中,平均有1003例發射正電子,997例發射負電子。這樣,現在我們有問題要問外星人了。

首先,我們需要確定k介子。和外星人交換名字和符號是沒有用的,因為外星人給K介子取的名字肯定和我們不壹樣。但是我們可以通過壹個公認的屬性來認可它,那就是品質。k介子的質量略大於質子或反質子的壹半,在這個範圍內沒有第二種粒子的質量。所以我們可以告訴外星人:在妳的世界裏,最簡單的原子中心有壹個?細胞核?裏面有壹個質量粒子,也就是氫原子中的壹個質子(或者反氫原子中的壹個反質子),我們要識別的是壹個質量略大於這個質量粒子壹半的粒子。外星人想想這不就是k介子嗎?這樣我們就能定位K介子。

除了不帶電的K,K介子還有K和K,分別帶正電和負電。所以也要保證雙方識別電中性K?。我們必須告訴對方,我們稱之為原子內部的聚集性質?收費?,而待識別的k沒有電荷。解決了這個問題之後,外星人應該會發現被識別的K有兩個版本:壹個壽命很短,壹個壽命相對較長。

關鍵時刻到了。在我們生活的物質世界中,長壽命的k會衰變為壹個介子和壹個電子或正電子,正電子衰變的概率略高。所以我們要問外星人:衰變過程中產生的兩個對稱的光粒子,是和普通原子中發現的壹樣,還是相反??如果對方回答呢?壹樣?這就是正電子。另壹邊的外星人是由反物質構成的,所以我們會迅速撤離。這個外星人再友好,也不可能是朋友,只能是遠遠的碰不得。如果對方回答呢?反之呢?那是電子。這時候我們就可以確定,每個人都是物質構成的。我們可以安全著陸,受到外星人的熱烈歡迎。