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奇異物質 (假設事物)

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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:

負物質

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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「反粒子反物质」(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

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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。

,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[3](見快子電話)。

量子場論中,虛質量會導致快子凝聚

超高压下的物质

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在超高压下,氯化钠 (NaCl) 等物质在氯或钠过量的情况下会转化为经典化学“禁止”的化合物,例如Na
3
Cl
NaCl
3
。量子力学计算预测了其他化合物的可能性,例如NaCl
7
Na
3
Cl
2
Na
2
Cl
。这些材料在高压下具有热力学稳定性。此类化合物可能存在于高压下的自然环境中,例如深海或行星核心内部。这些材料具有潜在的有用特性。例如 Na
3
Cl
是一种二维金属,由可以导电的纯钠和盐层组成。盐层充当绝缘体,而钠层充当导体。[4][5]

参见

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參考資料

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  1. ^ Griffin, Andrew. Scientists observe liquid with 'negative mass', which turns physics completely backwards需要付费订阅. The Independent. 2017-04-20 [2020-12-11]. (原始内容存档于18 June 2022). 
  2. ^ 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]. (原始内容存档于2017-08-28). 
  3. ^ 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). 
  4. ^ Scientists turn table salt into forbidden compounds that violate textbook rules. Gizmag.com. 21 January 2014 [2014-01-21]. (原始内容存档于22 January 2014). 
  5. ^ 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可免费查阅. doi:10.1126/science.1244989.