世界上最贵的原来是它!是时候认识一下了……
“反物质”
相信大家都不太陌生
它可能是目前人类发现的
“很强的物质
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除了我们常见的物质外,宇宙中还存在着反物质。自1928年英国物理学家保罗·狄拉克预言反物质存在以来,反物质一直是科学家眼中的“香饽饽”。今天我们就来细细研究一下~
反物质是什么?
对于物质这种东西大家都不陌生,它就是构成宇宙的最基本东西,其种类形态很多,性质也非常多样。
人类第一次认识到物质的存在,大抵是从古希腊时期开始的,整个认知的历程还是非常久的。不过认识到这宇宙当中有反物质的存在,其实并没有过去太久。
最早提出反物质概念的人是英国物理学家保罗·狄拉克,他表示所有的粒子都会有与之相对的反粒子,这本是一种“预言”。却在1932年时,被美国科学家安德森在实验中证实了。
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原来在实验当中这位科学家发现了一种特殊的粒子,其质量和带电量和电子毫无差别,但是它却带有“正电”。这是人类第一次发现反物质的存在,也是一个重要的里程碑。
就这样,一代又一代科学家投入到了反物质的研究当中,不过由于制造这家伙实在太昂贵了,毕竟1克反物质,就要花费60多万亿美元。
可见,自从发现反物质存在之后,各种关于它的实验不仅“烧脑”而且“烧钱”。反物质本身和普通物质看起来并无差别,就像是双胞胎一样,就像安德森发现的那个电子一样,不同之处在于其电荷单位是相反的。
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遵循着“存在即合理”的情况,科学家认为反物质在宇宙当中应该是大量存在的,并且这些反物质可能还组成了“反物质世界”。其实反物质世界就和咱们总说的“镜像空间”差不多。在那个世界当中,一切都是反的,也许就时间在倒流。
当然,别觉得反物质世界存在,你就能和另一个自己见面了,因为现实证明,反物质的状态非常不稳定,只要和正物质相遇接触,就会瞬间发生“爆炸”。
反物质能量有多大?
反物质是迄今为止,理论上能爆发出最大能量的物质,只能转换严格遵循爱因斯坦质能方程:E=MC^2。这里的E就是能量,单位为J(焦耳);M为物质质量,单位为kg(千克);C为真空光速,单位为m(米)。
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爱因斯坦质能方程是人类20世纪最伟大的发现之一,别看这个公式非常简单,却诠释出了一个深刻的道理:质量和能量是能够相互转化,并且等价的,它们之间有确定的当量关系。
但要将质量转化为能量却绝非易事,人类现在掌握的最大质能转化技术是核裂变和核聚变,核裂变的质能转化率约为0.13%,核聚变质能转化率约为0.7%。
而反物质遇到正物质的湮灭是瞬间发生,是将全部物质质量100%转化为能量,一点都不会浪费和剩下,因此被称为是质能完美的转换。而且,1克反物质必须与1克正物质实现完全的湮灭,这样实际上1份反物质湮灭的结果能得到双倍质量的能量。
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根据爱因斯坦质能方程计算,1kg反物质与1kg正物质碰到一起,就能够产生1.8*10^17J的能量,这个能量有多大呢?相当于500亿度电,或约4302万吨炸药爆炸能量。这是3300多颗广岛原子弹同时爆炸的威力。
由此,我们得到:1克反物质与1克正物质湮灭的能量就约为5000万度电,或3.3颗广岛原子弹的爆炸威力,不可小觑。
人造反物质的价格有多贵?
可以说,世界上可能没有任何物质能贵于反物质。因为迄今为止,全世界科学家几十年制造的反物质全部加起来,还是原子级别,在电子显微镜下面才勉强能够看到模糊的影子,人眼还无法看到。
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制造反物质的费用是无法计算的,因为大量的科学家数十年如一日地在那里烧钱,才烧出了这么点反粒子。花费的研究经费还有价可估,但科学家们花费的宝贵的精力就无价可估了。
有专家测算,根据目前制造反物质所消耗的电能,制造1克反物质需要用电2.5*10^16千瓦时(度),如果每度电按1元人民币计算,电费就需要2.5亿亿元,折合成美元约为3600万亿元。
而全世界2021年GDP总量才约94万亿,其中美国约23万亿,中国约18万亿。也就是说全世界不吃不喝勒紧腰带全部去做反物质,38年才能够制造出1克。
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