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中国一线城市的房价怎么样,你可能觉得有点贵,但是和反物质相比,那么点钱就不值一提了 。
反物质是世界上最昂贵的物品,每克价格是62.5万亿美元(1克反氢原子的成本)!而2018年中国的GDP总量只有13.2万亿美元左右!
反物质是什么?
很多人应该都好奇这么贵的东西到底是什么!事实上,在过去很长一段时间里,人们都不确定反物质是否确实存在 。
1928年,英国科学家保罗·狄拉克预言了反物质的存在 。四年后,另一位科学家证明了这是真的 。
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反物质是由与普通物质相同但带相反电荷的粒子组成的 。世界上的每一个粒子都有一个相反的反粒子 。
反物质是正常物质的对立面,更具体地说,反物质的亚原子粒子具有与正常物质相反的性质,这些粒子的电荷是相反的 。
为了更好地理解反物质,我们需要对物质有更多的了解 。物质由原子组成,原子是氢、氦或氧等化学元素的基本单位 。
每个元素都有一定数量的原子:氢原子只有一个原子、氦有两个原子等等 。
原子的宇宙是复杂的,真正的探索才刚刚开始 。然而,从一个简单的角度来看,原子内部有被称为电子、质子和中子的粒子 。
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图为:带相反电荷的电子
反粒子
在原子的核心,也就是原子核里,有质子(带正电荷)和中子(带中性电荷) 。通常带负电荷的电子占据着原子核周围的轨道 。轨道的变化取决于电子被“激发”的程度(也就是说它们有多少能量) 。
根据美国宇航局的说法,反物质的电荷与物质相反 。反电子(称为正电子)的行为像电子,但带正电荷 。反质子,顾名思义,是带负电荷的质子 。
这里要说明的是,反物质不是反引力,虽然还没有得到实验的证实,但现有的理论预测,反物质对重力的作用与正常物质相同 。
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反物质在哪里
NASA称,这些反物质粒子(被称为“反粒子”)是在大型粒子加速器上产生和研究的,比如欧洲核子研究中心(CERN)运营的大型强子对撞机 。
粒子对撞机每天都会产生反粒子 。在这些对撞机中,粒子束加速到高速碰撞(与目标或彼此碰撞),喷出一堆更奇特的粒子(包括反粒子),不过通常是短暂的存在 。
在大爆炸后的最初时刻,只有能量存在 。随着宇宙的冷却和膨胀,物质和反物质的粒子产生的数量相等 。至于为什么现在物质占主导地位仍是个未解之谜 。
有一种理论认为,在宇宙诞生之初,产生的正常物质要多于反物质,因此即使在相互湮灭之后,仍有足够的正常物质留下来形成恒星、星系和我们人类 。
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图为:用电磁陷阱储存反粒子
反物质是如何存储的?
粒子与其反粒子之间的任何接触都会导致它们立即湮灭,它们的质量会转化为纯粹的能量 。因此,为了包存储反粒子,你必须把它们从所有粒子中分离出来 。
通过使用电磁陷阱将粒子限制在磁场中,使它们不会与其他粒子接触,从而有可能存储带电的反物质粒子,如反质子 。这些陷阱一般可以容纳大约10^12个相同电荷的反粒子 。
然而,相同电荷的粒子相互排斥,所以陷阱中存储的粒子越多,就需要越多的能量来驱动存储它们的磁场 。目前还不可能储存大量的反质子 。
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对于电中性的反粒子或反原子,情况就更困难了 。用恒定的电场或磁场来包含中性反物质是不可能的,因为这些电场对粒子根本没有影响 。
科学家们正在研究使用“磁瓶”(磁场不均匀作用于磁矩)或“光学陷阱”(使用激光)的想法,但这仍在研发中 。
反物质的用途
最常听说的反物质作用应该是未来航天技术,用于更远的星际旅行,还有就是用于 *** 反物质武器,还有就是它们的研究价值 。
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图为:影视作品中的反物质容器
如果你喜欢科幻小说和电影的话,你肯定听说过它们,在《天使与魔鬼》中,0.25克反物质炸弹就足以将梵蒂冈从地球上抹去,而《星际迷航》中的飞船动力来自反物质 。
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