你知道到目前为止人类最昂贵的材料是什么吗?据NASA估算,生产1克要花费100万亿美元,可以说是美国每年财政支出的5倍左右,其价值比黄金高2.5万亿倍,比黑鱼子酱高3万亿倍。它也是所有物质中最神秘的存在,这就是反物质。
反物质意味着它与我们所熟悉的完全相反。当它与普通物质接触时,会引起巨大的爆炸,称为“湮灭”,也叫完全毁灭。两种物质一旦接触完全消失变成光或能量,湮灭过程中能释放多少能量?如果我们使用反物质运行的发电厂,只需要17公斤反物质就能产生这么多电,而且没有污染,也没有二氧化碳排放。
反物质的概念最早出现在1928年,它的存在最早是由一位名叫狄拉克的年轻英国物理学家从理论上预言的。他认为每一个粒子都应该有一个相反的反粒子,比如反粒子,它的质量和电子的质量完全一样,但它的电荷正好相反。由于反物质含有巨大的能量,它也具有无穷的军事价值。仅一克反物质就相当于投在广岛的两颗原子弹的威力。
然而,反物质的制造成本非常昂贵,一方面是由于生产的极大复杂性。提取这类材料需要非常精确和高耗能的技术,此外还需要制造出一种能量约2.5亿千瓦时的反物质,相当于地球一年产生的全部电量。如果科学家能够收集所有一旦产生的反物质并将其摧毁,产生的能量甚至不够煮一杯茶。其次,储存反物质的成本巨大。我们生活的世界是由普通物质组成的,当它接触到反物质时就会湮灭,所以用目前的技术不可能生产和储存它。未来人类有可能实现吗?
基本简介
反物质是一种假想的物质形式,在粒子物理学里,反物质是反粒子概念的延伸,反物质是由反粒子构成的。物质与反物质的结合,会如同粒子与反粒子结合一般,导致两者湮灭并释放出高能光子或伽玛射线。1932年由美国物理学家卡尔·安德森在实验中证实了正电子的存在。随后又发现了负质子和自旋方向相反的反中子。2010年11月17日,欧洲研究人员在科学史上首次成功“抓住”微量反物质。
自然界纷呈多样的宏观物体还原到微观本源,它们都是由质子、中子和电子所组成的。这些粒子因而被称为基本粒子,意指它们是构造世上万物的基本砖块,事实上基本粒子世界并没有这么简单。在30年代初,就有人发现了带正电的电子(电子(Electron)是一种带有负电的亚原子粒子)[1],这是人们认识反物质的第一步。到了50年代,随着反质子和反中子的发现,人们开始明确地意识到,任何基本粒子都在自然界中有相应的反粒子存在。
反物质是正常物质的反状态。当正反物质相遇时,双方就会相互湮灭抵消,发生爆炸并产生巨大能量(E=mc²)。能量释放率要远高于氢弹爆炸。 在丹·布朗的小说《天使与魔鬼》里,恐怖分子企图从欧洲核子中心盗取反物质,进而炸毁整座梵蒂冈城。与此类似的是,YQZ的小说《末日大逃亡之地球毁灭》中,男女主角在费米国家实验室科学家的帮助下,成功地用运载35克反物质的洲际导弹炸毁了撞向南极洲飞船基地的中子星,而它曾经受数千枚核弹狂轰滥炸却毫发无伤。
反物质概念是英国物理学家保罗·狄拉克最早提出的。他在20世纪30年代预言,每一种粒子都应该有一个与之相对的反粒子,例如反电子,其质量与电子完全相同,而携带的电荷正好相反(A)。 且电子的自旋量子数是-1/2而不是正1/2。
欧洲航天局的伽马射线天文观测台,证实了宇宙间反物质的存在。他们对宇宙中央的一个区域进行了认真的观测分析。发现这个区域聚集着大量的反物质。此外,伽马射线天文观测台还证明,这些反物质来源很多,它不是聚集在某个确定的点周围,而是广布于宇宙空间.