反物质和正物质碰撞后消失,科学术语叫湮灭。
湮灭是释放巨大能量后消失,质能转换的一种方法,物质全部转换为能量,符合爱因斯坦的质能转换公式(E=MC 2)。
其中E是能量,M是转换成能量的质量,C是光速。
根据这个公式,质量为1克的物质都转换成能量,总能量相当于2500万度的电能。平时我们的物质转化为能量的效率很低,一吨煤释放的热量相当于0.028克物质的全部能量释放。质量能量转化率只有3500万分之一,可以看出我们人类目前使用的能量的技术有多低。
然而,人类已经开始掌握某些质量能量转换技术,例如裂变发电,即目前的核能发电,这种核裂变产生的能量可以达到质量能量转化率的0.13%,因此,核能和原子弹的力量是巨大的。核聚变以0.7%的质量能量转换率超过核裂变的5倍,所以氢弹比原子弹厉害得多。
但是氢弹不能用一次性爆炸的核聚变来控制。只有实现可控核聚变,才能广泛帮助人类的能源需求。因此,攻克可控核聚变是当前世界最前沿的重大科研课题。
反物质产生的能量是比任何能量都更有效的能量,反物质的物质能量转化率理论上可以达到100%x2,因此是人类在漫长的历史时期追求的终极能量。
因为1克反物质消失与1克正物质反应,释放出2克质量的全部能量。所以理论上物质和反物质的湮灭是质能的完美转换,质能方程应该是 E=2MC 2。
1克物质和反物质的消失可以产生180万亿焦耳,相当于43000吨炸药能量和3个广岛原子弹爆炸的威力。
如果使用反物质作为宇宙飞船燃料,将比现在的化学燃料效率高出100亿倍,比以后开发的核聚变高出200~300倍。反物质发动机的非冲击将是最高的,推力也将达到最大值。理论上来说,一小块口香糖中的反物质是用等量物质消灭的能量,足以使一艘宇宙飞船在宇宙中巡航100多年,需要数万吨才能把人送到火星化学燃料上。用反物质只要一粒米大小,速度就会大大提高。
反物质在这个世界上普遍存在,但很少,很难获得。
反物质概念最早是由英国物理学家保罗狄拉克提出的。他在1928年预言,每个粒子都必须有正电子、反质子等反粒子。后来科学界陆续发现了这些反粒子,没有反粒子的粒子反而变成了稀奇的东西。
1937年,意大利物理学家马略拉纳提出粒子预言:没有反粒子,或者本身就是反粒子。科学家们为寻找这种粒子奋斗了80年,终于在2017年找到了。Kiral Mayorana Fermiza,一位华裔科学家张树成和他的团队,震惊了世界,他们称之为“天使粒子”。
1997年,科学家发现银河系上方3500光年外有不断喷射反物质的来源,喷射的反物质形成了长达2970光年的“反物质喷泉”。2010年,科学家利用大型加速器等设备,找到并捕捉了少量反粒子~反氢原子。
其实反粒子到处都有,但在我们这样的静物世界里比较少见。我们人体和香蕉都产生反粒子,研究表明香蕉每75分钟释放一次正电子,这种反物质因为量太少,一出现就与正物质反应湮灭。
因此,根据目前的科研进展,反物质不再是存在的问题,而是普遍存在的问题,关键是如何得到的问题。
反物质与物质接触,包括加速器等设备的内壁,接触时会湮灭,因此很难捕捉和保存。(威廉莎士比亚,反物质,反物质,反物质,反物质,反物质。
因此,科学家们采取了多种方法,通过磁场约束和接近绝对零度的冷冻环境制造,形成捆绑反物质的陷阱,降低反粒子的运动速度,将其关在磁场中,延长观察和保存世界的时间。
目前,反氢原子的保存时间已从过去的0点几秒达到1000秒,反质子的保存时间为一周。但是这种反物质的量还很少,全世界科学界保存的反质子都一起消灭,烧不了一杯开水。因此,反质子研究还有很长的路要走。
但是时空通讯相信反物质不再是科幻小说,而是越来越接近我们的生活。相信在可预见的未来,人类将能够掌握这一已知效率最高的能源,并祝福自己的后代。(莎士比亚)。
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