[科普中国]-湮灭

湮灭（英语：annihilation）是指当物质和它的反物质相遇时，会发生完全的物质-能量转换，转为能量（如以光子的形式）的过程，又称互毁、相消、对消灭。

简介湮灭（英语：annihilation）是指当物质和它的反物质相遇时，会发生完全的物质-能量转换，转为能量（如以光子的形式）的过程，又称互毁、相消、对消灭。

其遵守爱因斯坦的质能关系式E=mc2。其中E为湮灭产生能量，m为参与的正物质和反物质湮灭前总静止质量，c为光速≈3x108米/秒。举例来说，二分之一克反物质湮灭所产生的能量大约与广岛市原子弹爆炸所产生的能量相当（即是一克反物质湮灭所产生的能量约为20-30千吨TNT当量，或者是大约200亿千卡）。

一个正电子和一个电子碰撞后湮灭，通过光子的形式释放能量，这一过程仍然满足电荷守恒定律，因为湮灭前后电荷总和保持为零。1

物质物质是一个科学上没有明确定义的词，一般是指静止质量不为零的东西。物质也常用来泛称所有组成可观测物体的成分。

所有可以用肉眼看到的物体都是由原子组成，而原子是由互相作用的次原子粒子所组成，其中包括由质子和中子组成的原子核，以及许多电子组成的电子云。 一般而言科学上会将上述的复合粒子视为物质，因为他们具有静止质量及体积。相对的，像光子等无质量粒子一般不视为物质。不过不是所有具有静止质量的粒子都有古典定义下的体积，像夸克及轻子等粒子一般会视为质点，不具有大小及体积。而夸克和轻子之间的交互作用才使得质子和中子有所谓的体积，也使得一般物体有体积。

物质常见的物质状态有四种：固体、液体、气体及等离子体。不过实验技术的进步产生了许多新的物质状态，像是玻色–爱因斯坦凝聚及费米子凝聚态。对于基本粒子的研究也产生了新的物质状态，像是夸克-胶子浆。在自然科学的历史中，许多人都在研究物质的确切性质，物质是由许多离散组件组合而成的概念，即所谓的“物质粒子论”，最早是由古希腊哲学家留基伯及德谟克利特提出。1

反物质在粒子物理学里，反物质（英语：antimatter）是反粒子概念的延伸，反物质是由反粒子构成的，如同普通物质是由普通粒子所构成的。例如一颗反质子和一颗反电子〈正电子〉能形成一个反氢原子，如同电子和质子形成一般物质的氢原子。此外，物质与反物质的结合，会如同粒子与反粒子结合一般，导致两者湮灭，且因而释放出高能光子（伽马射线）或是其他能量较低的正反粒子对。正反物质湮灭所造成的粒子，赋予的动能等同于原始正反物质对的动能，加上原物质静止质量与生成粒子静质量的差，后者通常占大部分。（爱因斯坦相对论指出，质量与能量是等价的。）

反物质无法在自然界找到，除非是在稍纵即逝的少量存在（例如因放射衰变或宇宙射线等现象）。这是由于反物质若非存在于像物理实验室的人工环境下，则无可避免地随即与自然界的物质发生碰触并湮灭。反粒子和一些稳定的反物质（例如反氢）可以人工制造出极少量，但却不足以达到可对这些物质验证其理论性的程度。

在科学与科幻领域，都有很大的疑问关于为何所见的宇宙很明显地几乎充满了物质、是否有其他地方几乎充满了反物质，以及是否能够驾驭反物质，但在现今可见的宇宙范围中，明显的正反物质不对称性成了物理的最大难题之一。许多可能的物理过程都是在探究重子时所发现。1

电荷守恒定律在物理学里，电荷守恒定律（law of charge conservation）是一种关于电荷的守恒定律。电荷守恒定律有两种版本，“弱版电荷守恒定律”（又称为“全域电荷守恒定律”）与“强版电荷守恒定律”（又称为“局域电荷守恒定律”）。弱版电荷守恒定律表明，整个宇宙的总电荷量保持不变，不会随着时间的演进而改变。注意到这定律并没有禁止，在宇宙这端的某电荷突然不见，而在宇宙那端突然出现。强版电荷守恒定律明确地禁止这种可能。强版电荷守恒定律表明，在任意空间区域内电荷量的变化，等于流入这区域的电荷量减去流出这区域的电荷量。对于在区域内部的电荷与流入流出这区域的电荷，这些电荷的会计关系就是电荷守恒。1

本词条内容贡献者为:

李晓林 - 教授 - 西南大学