Question

（1）2008年度诺贝尔物理学奖授予美国科学家南部阳一郎和两位日本科学家小林诚、利川敏英．到目前为止，人们仍无法解释140亿年前宇宙大爆炸时宇宙起源的幕后力量．如果宇宙大爆炸产生了相同的物质和反物质，它们应当互相抵消，但这并没有发生，每100亿个反物质粒子就有一个额外的物质粒子发生了微小的偏移．这种对称破缺可能是使我们宇宙得以幸存的原因．现在，科学家正在设法寻找“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的电性相反，据此，若有反α粒子，它的质量数为

 

，电荷数为

 

．
（2）经过一年多的修复，大型强子对撞机于2009年11月20日首次让质子在环形加速器全程环绕，23 日同时发射的两束方向相反的质子流在4个探测器上顺利地实现了对撞．大型强子对撞机“开足马力”后，把数以百万计的粒子加速至将近每秒钟30万公里，相当于光速的99.99%．这些接近光速的粒子对撞后，会创造出1百多亿年前与宇宙大爆炸之后万亿分之一秒时的状态类似的条件，科学家期望能从中发现占宇宙质量96%的暗物质和暗能量的踪迹，从而揭开宇宙起源之谜．设两束质子束对心正碰后，能量全部以光子的形式向外辐射，试求所辐射光子的频率．（已知质子质量为1.67×10^-27㎏，普朗克常量h=6.63×10^-34J?s，忽略相对论效应）．

Answer 1

分析：根据正α粒子的质量数和电荷数得出反α粒子的质量数和电荷数．
大型强子对撞机中两束质子以相反方向对心正碰，能量完全转化为光能，由能量守恒定律求解．

解答：解：（1）由于“正α粒子”为

4 2

He，质量数为4，电荷数为2，由题中对“反粒子”的定义，反α粒子的质量数为4，电荷数为-2．
（2）大型强子对撞机中两束质子以相反方向对心正碰，能量完全转化为光能，
由能量守恒定律得    2mc²=hγ                                       
即辐射光子频率为 γ=2mc²/h=2×1.67×10^-27/6.63×10^-34=5×10⁶ Hz     
故答案为：（1）4，-2
（2）所辐射光子的频率5×10⁶ Hz．

点评：第一小题关键读懂题意，找出有用信息求解．
掌握能量守恒定律求解．