奇異物質 (假設事物)

在物理學中，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：

• 未被發現的假想粒子和物質狀態，如果存在的話，其性質將在已知物理定律的範圍內，例如反物質、超重元素物質。
• 假想的具有反常物理性質的粒子，例如負物質、快子物質，它們可能打破已知的物理定律。
• 幾種已通過實驗證實存在的粒子，被推測為奇異強子，且符合標準模型。
• 極端的物質狀態，例如玻色-愛因斯坦凝聚態、費米子凝聚態、核子物質、量子自旋液體、弦網液體、超臨界流體、色玻璃凝聚體、夸克-膠子等離子體、里德堡物質、里德堡極化子、光子物質、維格納晶體、超流體和時間晶體，這類物質完全符合已知物理定律。
• 物理學中所知甚少的物質，例如暗物質、負壓物質（暗能量）和鏡像物質。
• 當置於超高壓下時，可能會導致其物理或化學性質發生劇烈變化的普通物質。
• 簡併態物質
• 奇異原子

負物質

主條目：負物質

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「反粒子及反物質」（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，如往施力方向的反方向加速。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

主條目：快子 § 質量

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。

${\displaystyle E={\frac {m\cdot c^{2}}{\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}}}$，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（英語：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）。

在量子場論中，虛質量會導致快子凝聚。

超高壓下的物質

在超高壓下，氯化鈉 （NaCl） 等物質在氯或鈉過量的情況下會轉化為經典化學「禁止」的化合物，例如Na
3Cl 和 NaCl
3。量子力學計算預測了其他化合物的可能性，例如NaCl
7，Na
3Cl
2 和 Na
2Cl。這些材料在高壓下具有熱力學穩定性。此類化合物可能存在於高壓下的自然環境中，例如深海或行星核心內部。這些材料具有潛在的有用特性。例如 Na
3Cl是一種二維金屬，由可以導電的純鈉和鹽層組成。鹽層充當絕緣體，而鈉層充當導體。^[4][5]

參見

• 反物質 – 由普通物質相應粒子的反粒子組成的物質
• 反物質的引力相互作用 – 反物質引力理論
• 暗能量 – 驅動宇宙加速膨脹的能量
• 暗物質 – 宇宙學中的概念
• 鏡像物質 – 普通物質的假設對應物
• 負能量 – 物理學中的概念
• 負質量 – 物理模型中的概念
• 量子色動力物質 – 物質的假設相QCD物質
• 奇異物質（Strange matter） - 與「Exotic matter」譯名相同，但是不同的概念，由奇異夸克構成的簡併物質。
• 蟲洞

參考資料

1. Griffin, Andrew. Scientists observe liquid with 'negative mass', which turns physics completely backwards. The Independent. 2017-04-20 [2020-12-11]. （原始內容存檔於18 June 2022）. 含有連結內容需訂閱查看的頁面 (link)
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].
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 （英語）.
4. Scientists turn table salt into forbidden compounds that violate textbook rules. Gizmag.com. 21 January 2014 [2014-01-21]. （原始內容存檔於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 . doi:10.1126/science.1244989.