来源:中科院物理所
有一种东西
它和宇宙规律是完全逆反的。
因此,它无法在存在这个世界上
也因此,它一旦出现在这世界上
正反就相遇
双方会相互湮灭抵消
这几乎等同于世界末日的到来……
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
GIF尽管黄金的价格确实很高
但它的价值在一种东西面前
简直不值一提!
GIF今天我们要聊的就是
反物质
GIF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
GIF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
GIF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!
GIF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
GIF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
GIF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
GIF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
GIF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
GIF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
GIF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
GIF因此,珍贵的最高境界就是:不存在!
但是,人类偏偏就把它变出来!
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
GIF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
GIF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
GIF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
GIF因此,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
GIF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……
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