首页 我的图书馆 个图VIP
一种超级能源,比核聚变还要强,未来或许可以让飞船亚光速飞行

粒子

宇宙中的所有可见物质都是由各种各样的基本粒子组成的,随着科学的发展,科学家逐渐意识到宇宙中的基本粒子并没有我们想象的那么简单,因为基本粒子不仅仅是组成宇宙物质的基本结构,也是传递各种基本力和相互作用的媒介。

更加神奇的是,科学家还“反质子”和“反中子”,于是科学家推测:一切基本粒子在宇宙中应该都在相反状态的反粒子。简单来说反粒子就是正常粒子的相反状态,当正反粒子相遇时,就会释放出大量的能量并发生爆炸,更神奇的是正反物质相撞发生的爆炸能量释放效率要高于氢弹爆炸。

目前人类制造出来的反物质都是粒子级别,科学家认为在我们的宇宙中可能存在完全由反物质粒子组成的复杂物质,这些物质和正常的物质很类似,但是性质却完全相反,宇宙的某处可能存在大量的反物质。

反物质存于何方?

在地球上很难研究反物质,因为一旦有反物质诞生,就会和正常的物质发生湮没,并且制造反物质的难度极高花销也很大,根据科学家的推算,制造1克反物质需要的花费在250亿美元左右,这就导致反物质成为了地球上最昂贵的物质。

地球周围自然产生的反物质来源主要有3个,一种是地球外围的大气层,来自宇宙深处的各种射线撞击地球的大气层会产生“正电子”,正电子是人类最早发现的反物质,它是携带正电荷的电子,除此之外和电子的性质几乎一样,如果在真空中不和电子相遇,正电子还是很稳定的,可是一旦和电子相遇就会泯灭,然后释放出能量和形成光子。除此之外,地球上的一些放射性元素在衰变时也会产生正电子,最后一种就是天空中的雷暴产生的。

其实反物质距离我们没有那么远,现我们经常吃的香蕉也会释放反物质,每根香蕉大约每75分钟就会释放出一个正电子,这是因为香蕉中有少量的钾-40,这种物质在衰变过程中会释放出少量的正电子,并且人类的体内也有钾-40,所以人类也会产生出一定的正电子,可惜的是这些正电子太少了,出现后就会马上泯灭,释放的能量也几乎可以忽略。

根据估算,一克反物质泯灭产生的能量不亚于一次小型的爆炸,很多人认为反物质可能会成为未来人类的“超级能源”,因为反物质和正物质碰撞后释放能量的效率很高,未来人类的宇宙飞船只要准备少量的反物质就可以进行长时间长距离的星际旅行,高效的能量还能让飞船实现亚光速飞行,这么幻想一下确实十分美好。

可惜的是,现在关于反物质的研究有很多难题,最大的难题就是制造开销太大,从关于反物质的研究开始,费米实验室的万亿电子伏特加速器制造出来的反物质只有十亿分之一克,同时这些被制造出来的反物质都是很轻的粒子——反氢原子,目前人类制造出来最重的反物质是中国制造出来的“反氦4”。

人类目前制造反物质的手段主要是依靠粒子加速器,制造反物质需要的能量远超于这些反物质泯灭后释放的能量,可以说是得不偿失,更关键是这些被制造出来的反物质很难保存,一旦和正常物质接触就会泯灭消失,保存这些反物质需要的成本也不小,这些原因让反物质成为了如今世界上最昂贵的物质

正物质和反物质后一起消失转化为能量的物理现象被称为“湮没”,正反物质产生的能量被称为“湮没反应”,每百万分之一克的正反质子发生湮灭,释放的能量差不多等于37.8公斤的TNT爆炸!一个药片大的反物质湮没释放的能量就能让宇宙飞船航行数百光年。

核聚变被认为是未来人类才能掌握能源,正反物质湮没产生的能量效率是太阳内部核聚变反应的300倍,人类最强大的武器之一氢弹的质能转化比大约是0.7%,反物质的质能转化比将近100%,这样对比一下就可以想象到反物质的强大!未来人类利用发暗物质作为能源,或许可以让我们的飞行器实现超光速飞行

可惜的是,现在人类制造出来的反物质太少了,无法长期保存,这样的“超级能源”人类现在还无法利用起来,或许人类在未来进入宇宙后,可以在宇宙某处发现数量比较多的反物质,天文学家偶尔可以捕捉到来自宇宙深处的大爆炸传递的宇宙射线,根据推测有少部分爆炸就是反物质和正物质相撞产生的,所以在宇宙深处可能存在大量的反物质,甚至可能有反物质组成的星球和生命。

本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报
下载APP,好文好书随时看
来自:你在我在观自在  > 科普
举报
[荐]  原创奖励计划来了,万元大奖等你拿!
猜你喜欢
类似文章
反物质:说着玩玩,还是来真的?
光速飞行前景如何,人类能制造出光速飞船吗?
科学开发宇宙新能源,实现星际之旅不再遥不可及
它核心温度1500万摄氏度,人类还没有掌握此技术
62.5万亿美元一克!昂贵的反物质,为什么被誉为终极能源?
用它作为动力驱动可达光速的70%,科学家对它的研究才刚开始!
更多类似文章 >>
生活服务
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!