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据说仅仅0.25克反物质,就能把整个梵蒂冈从地球抹掉

在茫茫宇宙里面我们不知道的事物还太多太多,但是那并不妨碍编剧和导演以科学为框架填充娱乐故事,开发有趣的功能,比如电影星际迷航的粉丝们都知道,进取号飞船就是靠反物质来驱动的这种科幻电影中的情节,虽然还没有到走进生活和技术的话的阶段,但是呢仍然大大的拓展了我们对于宇宙,对于这个世界,对于未来的事业,这也是这种科幻剧特别受欢迎的原因之一,刚才说了一个词儿,那就是反物质,今天聊一聊什么是反物质?

要解释反物质,我们得先从微观上看看物质是什么?从我们地球上的一草一木到我们人类可知道最遥远的星系,人类生活中的绝大多数物质基本粒子构成,我们重复一下中学课本,分子量由原子构成,而原子由带正电荷的原子核和带负电荷的电子构成,这个原子核又是由质子和中子构成,后来科学家又发现质子和中子又是由更小的粒子所构成,这种更小的粒子被称为夸克,反物质其实也是由基本粒子构成,但是呢这些例子比较特殊,他们所带的电荷能量和其他的物理性质都发生了改变,所以就叫他们反粒子,我们就以反电子为例,反电子的质量和电子相同,只不过带的是正电,同样质子以及其他粒子也拥有与之相对应的反物质兄弟这些反粒子构成的物质,那就是反物质。其实就是正常物质的反面状态,就像是你从镜子中看到的自己全都是反向,如果我们生活中的东西都是正常的物质,那反物质在哪儿呢?在生活中我是肯定找不到反物质的,因为当物质与反物质相遇时,就会相互洇灭抵消,就像是1遇到了-1相加就等于0消失掉,上一世纪有一个人类的不解之谜,可能就跟这种洇灭现象有关系,在1908年的时候,俄罗斯西伯利亚的通古斯地区曾经发生过一场大爆炸,这次爆炸的威力特别大,大片的原始森林倾刻间化为灰烬,但是如此巨大的爆炸,居然连一个碎片都没有留下来,而至于爆炸的原因有很多人都推测,可能就是由一个反物质构成的星球撞击了地球,与空气发生了洇灭反应,虽然日常生活中啊找不到反物质,但是以目前的科技水平,科学家们那已经可以创造出来反物质,早在1995年欧洲核子研究中心的科学家们的就在实验室中创造出了世界上的第一批反物质,他们创造出来的就是反氢原子,也就是我们学过的氢原子的反粒子,一年以后,美国的费米国立加速实验室又成功的创造出了七个反氢原子,到了1997年的4月份,美国天文学家宣布,他们利用伽马射线探测卫星,发现了在银河系上方大约3500光年处,有一个不断的喷射反物质的反物质元,它能喷射出的反物质而形成了一个高达2940光年的反物质喷泉,进入了2000年的时候,欧洲核子研究中心宣布,他们已经成功地制造出了约5万个低能状态的反氢原子,这个也是人类首次在实验室条件下制造出来的大批量的反物质,既然已经可以创造反物质了。

当今储存反粒子这个事儿确实让科学家们非常头疼,虽然反氢原子在1995年呢就被创造出来,但是科学家却不知道如何能够抓住它,因为那反氢原子一出现,就会和氢原子相遇,发生反应一起洇灭科根本来不及研究它,直到2010年欧洲核子研究中心的研究人员才找到了存储反物质的方法,他们制造了38个反氢原子保存了0.17秒,0.17秒这个时间,在普通人看来短的不能再短,但是对于科学家来说已经足够他们开展研究了,而这次之所以能够成功的抓住反氢原子呢,要归功于一种特殊的磁场,首先科学家利用阿尔法磁谱仪实验设备制造出了一个特殊的磁场,称之为磁瓶,它能让反氢原子悬浮在瓶子的中间,远离瓶子的内壁制造过程,简单来说就是把反质子和正电子聚合到一起,产生了反氢原子然后设法让反氢原子的温度降到0.5开氏度,相当于零下272.65℃,如果你还记得中学物理,应该知道这个人就快接近绝对零度反氢原子在这种温度下面处与低能量状态,因此就不至于运动的太快,那么他也就算是被抓住了,目前欧洲核子研究中心存储反氢原子的时间内已经达到了16分钟,是以前的5000倍了。

这种东西这么难搞,研究出来到底有什么用呢?用太多了,至少可以用来制造武器,或者当作燃料推进火箭,物质与反物质相遇时,会释放出来惊人的能量!如果能够制造出反物质武器的话,这个破坏力是目前人类所制造出的其他武器都没法比的,就像电影天使与魔鬼里面一个秘密的社团从欧洲核子研究中心盗走了一瓶反物质只有0.25克,但是就足以能够把整个梵蒂冈从地球上抹掉,这种巨大的破坏力远在现实生活中也吸引着各国的军事研究机构,比如美国的五角大楼就对于研制反物质武器非常感兴趣,美国空军也在进行一项名为革命性炸药的反物质武器研究计划,而罗斯的高能物理研究所不仅在做反物质军事用途的研究,还声称已经取得了重大进展,除了制造武器以外反物质也是现在科学家非常看好的材料,从理论上来讲用反物质作为燃料来推进火箭是可行的,科学家也已经开始了进行反物质发动机的仿真研究,比如美国肯特州立大学的科学家们对于反物质火箭可以达到的可行性进行了计算,他们用软件模拟了粒子在大型强子对撞机中的行为特点,在对撞机的内部一束质子流和一束反质子流迎头相撞,就会产生巨大的能量如果以此为基础设计一种引擎设备,安装这种引擎的飞船的飞行速度将是非常惊人,人类现在制造出的飞行器中速度最快的当属是美国在1970年发射的探路者2号,它能最快可以达到每秒70.22千米,以这种速度从地球出发飞到距离我们最近的恒星比邻星,也就是半人马座阿尔法,至少需要16900年的时间,但是科学家通过计算发现了利用物质和反物质相遇所释放的能量来去推动一艘超级飞船的话,在太空中行驶的速度有可能达到光速的70%,那这时候乘坐他去半人马座的阿尔法则只需要六年时间。

看来在不远的将来,我们就可以用反物质开着飞行器去别的星球了。其实不然,这个你就需要面临两个问题,一是如何收集到足够多的反物质,另一个就是你有没有足够的路费。迄今为止,人类能够制造出的反物质实在是太少了,比如美国最大的高能物理研究实验室,也就是费米实验室这里拥有目前世界上能量输出最高的粒子加速器,这个加速器创造出的所有反质子,加起来也只有不到15毫微克,而我们一直提到的欧洲核子研究中心所创造出来的所有反物质加在一块儿也只有一毫微克,德国汉堡的德国电子同步加速器至今的只生产出来2毫微克的正电子,如果把人类历史上创造出的所有反物质都放在一块儿,与正物质相撞进行洇灭反应,所产生的能量目前连一杯水都烧不开,而且制造反物质是一件特别烧钱的事儿,说一个数字生产一克反物质将需要2500万亿千瓦时的能量,和超过一千万亿美元的成本,这个当然还没有算时间成本,牛津大学的物理学家克罗斯就说,人类至少可能还需要100亿年,才能够生产出我们在电影天使与魔鬼中足够摧毁梵蒂冈的那些反物质。

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