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反物质

发布时间:2017/11/22  发布者:  浏览次数:71
如果有人问你
世界上最昂贵的物质是什么
大多数人的第一反应恐怕会是黄金
尽管黄金的价格确实很高
但是例如铂金、钻石等物质
它们的价格都远高于黄金
一些特殊的放射性元素单质
每克的价格需要上千万美元
不过这些和我们今天的主角相比
依然是“小巫见大巫”
今天我们要聊的就是
反物质
在讨论它究竟值多少钱之前
我们先要搞清楚
什么是反物质?
简单来说
反物质就是正常物质的对立面
从微观角度来说
正反物质都由基本粒子构成
它们的内部结构相同
对应粒子的质量、寿命、自旋也相同
但是电荷等属性却大小相同、符号相反
例如正氢和反氢
正氢由一个质子和一个电子组成
反氢由一个反质子和一个正电子组成
质子带正电 反质子带负电
电子带负电 正电子带正电
当正反物质相遇时
它们就会发生湮灭
所有的能量都会以光子的形式释放
能量转化效率高达100%
如果真的有反物质武器
其杀伤力将会相当相当惊人
假设你将1克反物质“随手”丢到地上
其湮灭释放的能量
与当年广岛和长崎的原子弹相当
足以将整座城市夷为平地
如果有一种“反物质子弹”
将极少量的反物质
附着在普通子弹的弹头上
一旦被这种子弹击中
会对目标造成毁灭性的打击
然而反物质的作用不局限于军事
一些医学研究已经证明
反物质有治疗某些癌症的潜力
未来人类要进行星际旅行时
反物质也是一种极好的燃料
飞船航行的速度有望达到光速的数量级
既然反物质这么厉害
为什么我们不制造那么多反物质呢?
主要原因在于宇宙中反物质非常稀少
人工制备的技术难度和成本都太高
目前几乎整个可观测宇宙
都是由正物质构成的
即便可能存在由反物质构成的星系
我们也没法把它们运输回地球
在我们地球的大气层
当高能宇宙射线穿过时会生成反物质
不过产量太过于稀少
而且几乎瞬间就和正物质湮灭
目前唯一可行的获取反物质的办法
就是利用加速器和对撞机进行人工制备
位于欧洲核子中心的大型强子对撞机
是世界上最昂贵最复杂的科学装置之一
当它满负荷运转时
每分钟可以产生近一千万个反质子
一千万?听上去很多是吗?
回想一下高中学过的阿伏伽德罗常数吧
你会发现这个产量实在是太小太小
如果真的按照这个速率
生产1克反物质需要一千亿年
如何存储反物质
也是一个令人头疼的问题
毕竟一旦遇到正物质
反物质就会瞬间湮灭
所以需要将它们与正物质完全隔绝
目前欧洲核子中心的科学家们
保持的最长记录
是阻止反氢原子湮灭超过1000秒
回到我们最开始的问题
1克反物质的价值究竟有多少
1999年一篇NASA论文认为
1克反物质价值62.5万亿美元
2006年另一篇NASA论文预测
制备1克反物质需要250亿美元
这恐怕真的是目前世界上最昂贵的物质了
相比于所耗费的金钱
一旦核武器量级的反物质被制造出来
一个新的潘多拉魔盒
可能将再次被人类打开
所以
惟愿世界和平

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