2014/12/10 中国科学技术大学大一新生《科学与社会》研讨课 《反物质世界的探索》 中国科学技术大学大一新生《科学与社会》研讨课 第三讲关于反物质若干问题 叶邦角 中国绅学发术大草 物理学院 University of Science and Technology of China 邦角 一、狄拉克是如何预言反物质的？ 经典力学： y p=mV Py =mV Px=mV 2m P可以+或- E总是+ 物理学院叶邦角教授主讲 版权所有，严禁传播 1
2014/12/10 1 第三讲 关于反物质若干问题 叶邦角 中国科学技术大学大一新生《科学与社会》研讨课 p = mV x px = mVx py = mVy 经典力学: y m p mvE 22 1 2 2 中国科学技术大学大一新生《科学与社会》研讨课 《反物质世界的探索》 物理学院叶邦角教授主讲 版权所有， 严禁传播 叶邦角主讲
2014/12/10 中国科学技术大学大一新生《科学与社会》研讨课 《反物质世界的探索》 量子力学 particles behave like waves X=h/p y=E/h wavelength frequency Prerelativity: p=mov (v=p/mo) E=%mov2 p2/2mo =h/p←can be+or- 邦角主进 v=p2mh←always+ y 相对论力学 p=mV Py =mV Px=mV. E2=p2c2+(mc2)2 E=±Vp2c2+(mc2)2 Px (or p,or p,)can be or- E also can be or- 物理学院叶邦角教授主讲 版权所有，严禁传播 2
2014/12/10 2 Prerelativity: p = m0 v (v =p/m0) E =½ m0v2 = p2/2m0 l= h/p can be + or n=p2/2m0h always + particles behave like waves l=h/p n=E/h wavelength frequency p = mV x px = mVx py = mVy y px (or py or pz) can be + or - E also can be + or - 相对论力学 22222 + mccpE )( 2222 + mccpE )( 中国科学技术大学大一新生《科学与社会》研讨课 《反物质世界的探索》 物理学院叶邦角教授主讲 版权所有， 严禁传播 叶邦角主讲
2014/12/10 中国科学技术大学大一新生《科学与社会》研讨课 《反物质世界的探索》 相对论量子力学 p=Y mo v (v=p/mo) E=±√p2c2+(mc2)2 h/p ←can be+or- v=Vp'c+(me)2 h ←can be+or- 邦角进 对称性 Parity,P Parity reflects a system through the origin.Converts right-handed coordinate systems to left-handed ones Vectors change sign but axial vectors remain unchanged X→-X,p→-P,butL=Xxp→L Charge Conjugation,C Charge conjugation turns a particle into its anti-particle e+→e,K-→K+ Time Reversal,T Changes,for example,the direction of motion of particles 6191 t→-t 物理学院叶邦角教授主讲 版权所有，严禁传播 3
2014/12/10 3 p = m0 v (v =p/m0) E= ±√p2c2 + (mc2)2 l= h/p can be + or n= can be + or √p2c2+(mc2)2 h 相对论量子力学 Parity, P Parity reflects a system through the origin. Converts right-handed coordinate systems to left-handed ones. Vectors change sign but axial vectors remain unchanged x -x , p -p, but L = x p L Charge Conjugation, C Charge conjugation turns a particle into its anti-particle e + e- , K - K + Time Reversal, T Changes, for example, the direction of motion of particles t -t + 中国科学技术大学大一新生《科学与社会》研讨课 《反物质世界的探索》 物理学院叶邦角教授主讲 版权所有， 严禁传播 叶邦角主讲
2014/12/10 中国科学技术大学大一新生《科学与社会》研讨课 《反物质世界的探索》 charge C:changes particle into antiparticle positive charge negative charge cle)=le*〉 cle)=e〉 Also:proton antiproton neutron antineutron etc clp)=p〉 m）=n〉 郑角进 P:not well defined for an electron,can be +1 but must be opposite for antielectron left hande right handed 里le）-e〉 must be opposite ple")-Fe") eee〉=ee》 must be-1 物理学院叶邦角教授主讲 版权所有，严禁传播 4
2014/12/10 4 + C ee + C ee Also: proton antiproton C pp C nn neutron antineutron etc P P ++ P eeee must be -1 must be opposite 中国科学技术大学大一新生《科学与社会》研讨课 《反物质世界的探索》 物理学院叶邦角教授主讲 版权所有， 严禁传播 叶邦角主讲
2014/12/10 中国科学技术大学大一新生《科学与社会》研讨课 《反物质世界的探索》 CP CP变换 electron positron C(le*T)e-)+le"tye-1))=le-Tye")+e-tye"1) le"te-t)tle"Iye-》 plee)=-1xe-Ye-〉 p(lee±ee))x(ee±ee〉) cre外ee%e》) =e州e%e》 邦角主 P and C on positronium cre外ee%e) At可ydroge =平2eee外e》 CPF()Yn(0,φ》=(-1)e CPo-(y FOY. =(-1)S++1y 物理学院叶邦角教授主讲 版权所有，严禁传播 5
2014/12/10 5 ++ 1 eeeeP ++++ eeeeeeeeC )(1 ++ eeee ++++ 1 eeeeeeeeP )( 2 1 ++ eeeeCP )( 2 1 ++ eeee CP( F(r) Yℓm (q,f)) = (-1)ℓ )( 2 1 ++ eeeeCP )( 2 1 ++ eeee m S YrFeeeeCP )()1()( 2 1 )1( 1 +++ 1 )1( ++ S 中国科学技术大学大一新生《科学与社会》研讨课 《反物质世界的探索》 物理学院叶邦角教授主讲 版权所有， 严禁传播 叶邦角主讲