反物质到底是什么 什么是反物质( 二 )


在浩瀚的宇宙中,如果某个地方存在反物质世界,存在生物和文明,他们的感受会和我们一样 。不同的是 , 他们身上的正物质是稀有物 , 他们会认为自己世界的物质是正的,而我们这样的物质是反物质 。
那么未来发现反物质世界的时候,人类可以去开采吗?我觉得也不可能 。因为反物质和正物质根本不能碰,一碰就湮灭,所以人类世界很可能永远不会遇到反物质世界,也永远不可能开采反物质矿藏 。
反物质会被恐怖分子用作威胁人类的武器吗?反物质作为武器 , 有着任何物质都无法比拟的威力 。所以在科幻文学和电影中,经常描述反物质被一些反人类的恐怖组织掌握,他们利用反物质勒索政府,不满足条件就毁灭世界 。
反粒子在地球上非常普遍,就是我们人体和很多动植物,比如香蕉,都会产生反电子 。这是因为钾-40的衰变会释放正电子,而钾-40在人类、香蕉等动植物中的存在会不断释放正电子 。我们所有的正电子都是负电子 , 正电子是反物质粒子,产生时会和负电子湮灭 。
电子湮灭也会释放所有能量,但是单个电子的能量太小 。电子的质量约为9.10953 * 10-31kg,根据质能方程释放的能量相当于8.1 * 10-14J,即100万亿分之一瓦特的能量 。正负电子的湮灭能量即使释放出来也只有50万亿分之一瓦,人根本感觉不到 。
所以,即使地球上所有的动植物都会释放正电子,这些粒子级的湮灭也无法被人探测到 。要知道,几十亿个电子可以排列在针尖上 , 我们周围充满空的一切都是正物质 , 比如空气体、水、土壤等 。单个电子一出现 , 就被正物质湮灭 。
因此,虽然反物质粒子在地球上广泛存在,但总量如此稀少 , 以至于很难捕获或制造反物质,也很难保存 。科学家们花了几十年时间使用最先进的科学、技术和设备 。全世界捕获制造的反物质只有17ng(毫微克),也就是1.7百万分之一克 。所有湮灭的能量都烧不了一杯开水 。
目前地球上科学家产生或捕获的极微量的反物质都是通过磁阱来控制的,也就是制造了磁阱,这些反物质粒子被囚禁在这个磁阱的中间,使它们不与任何物质接触 。此外 , 接近绝对零度的极低温度(低于-272.65℃)使得这些粒子的动能最小化 , 使得这些反物质粒子只能勉强保留一段时间 。
科学家获得的反粒子最早只能保持毫秒级 。现在能被约束最长时间的反氢原子只能保持1000秒左右 。所以,恐怖分子要想得到煮沸一杯水的反物质,要比升天困难得多 。没有人能用反物质毁灭世界 。
那么反物质未来有可能泛滥吗?根据科学家的计算,世界上最大的欧洲大型强子对撞机需要连续运行1000年才能敲出1ug(微克)的反物质,也就是百万分之一克 。这个能量有多大?1ug反物质和1ug正物质的湮灭可以释放2ug质量能量 。根据爱因斯坦的质能方程,可以得到1.8 * 10 8J的能量,相当于50度电能量,或者43kgTNT炸药爆炸能量 。
大家应该都知道50度电是干什么的吧?而且43kg炸药的威力和小炮弹差不多 。
要知道这是世界上最大的对撞机连续运行1000年后才能得到的反物质 。这要花多少钱?据悉,欧洲强子对撞机10小时需要120兆瓦的电力,即1.2亿千瓦时 。按美国每度电10美分计算,需要1200万美元 , 平均每小时120万美元 。
一年大约需要8766个小时,也就是说连续运行1000年需要8766000个小时 。它需要约105万亿千瓦时的电力,总成本约为10.5万亿美元 。这还只是1ug反物质的电费 , 相当于美国半年左右的国内生产总值 。如果生产一克反物质,仅电费就要花费约1052亿美元 。
这是什么概念?目前,世界国内生产总值(GDP)为87亿美元,制造1克反物质电需要全世界人民花费12亿年的时间 。
大型强子对撞机的运行远不止电费,还要耗费大量的科技资源、人力物力 , 以及设备损耗、维护和制造 。这个成本无法计算 。而且反物质的捕获、制造和保存是一个非常高的技术问题,不是有钱就能搞定的 。大多数人都无法亲近对方 。
所以反物质在可预见的未来会极度匮乏,烧一杯开水的反物质都得不到 , 更别说泛滥了 。
【反物质到底是什么 什么是反物质】有人会问,未来人类会发现宏观状态的反物质还是反物质星球?我觉得很可能永远不会,因为这是我们两个世界长期稳定存在的基础 。否则 , 我们一抬头 , 就会发现一堆反物质行星,世界末日正在向我们和他们走来,随时可能被歼灭 。

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