国际空间站 宇宙的终极能源,反物质能源,人类已经掌握“制造”它的技术了?


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国际空间站 宇宙的终极能源,反物质能源,人类已经掌握“制造”它的技术了?

我们人类对于这个世界的了解 , 目前还只处在一种入门级的程度 , 甚至有可能连入门级都没有达到 , 也正是因此 , 我们如今面临着各种各样的危机:气候危机、环境危机、资源危机等等 , 无不困扰着我们的生活和发展 , 尤其是资源危机的问题 , 倘若在未来得不到解决 , 那么我们人类的文明程度不仅得不到进步 , 甚至还有可能会迅速倒退 。 那么大家有没有考虑过这样一个问题 , 假如我们掌握了宇宙的终极能源 , 届时又会发生什么呢?
从理论上来说 , 人类最有希望获得的一种宇宙终极能源 , 是一种名为反物质的能源 。 反物质在物理学中的定义是一种正常物质的反状态物质 , 举一个最简单的例子 , 在生活中最常出现的一种物质元素 , 是由一颗带正电荷的质子和一颗带负电荷的电子共同构成的氢原子 , 而作为它的反状态存在的物质--反氢原子 , 则是由一颗带负电荷的质子和一颗带正电荷的电子共同构成的物质元素 , 这两种物质元素虽然拥有相同的质量 , 但它们的物理性质却是截然相反的 。
当然在这里还有一点是非常有意思的 , 那就是当正物质跟反物质相遇的瞬间 , 二者会迅速发生湮灭相互抵消 , 并且湮灭的过程还会伴随着巨大能量的释放 , 这点就类似于化学反应中酸性物质遇到了碱性物质 , 二者发生反应并释放出大量的热量 。 只不过二者之间最大的不同之处在于 , 正常物质和反物质发生湮灭之后 , 不会再生成任何相应的物质元素 , 而是会变成两个不具备质量的光子 , 朝着两个完全相反的方向彻底逃逸 。
这也就意味着正常物质与反物质发生湮灭释放能量的过程中 , 所需要消耗的是两种物质的全部 , 也正是因此 , 比起普通的反应 , 甚至是核裂变和核聚变之间的核反应来说 , 正常物质和反物质湮灭释放的能量都是任何一种反应形式无法比拟的 。 由于正反物质湮灭是得知于爱因斯坦质能方程的 , 基于此 , 我们可以通过推算得知 , 一克反物质与一克正常物质湮灭 , 能够释放出大约1.8*10^14 焦耳的能量 , 这样的能量究竟是个怎样的概念呢?
当年在二战时期投放在日本广岛的小男孩原子弹 , 其所释放的能量约为两万吨TNT爆炸所释放的能量 , 也就是大约8.4*10^13焦耳 , 这样来看的话 , 仅一克反物质湮灭所释放的能量就比两颗小男孩原子弹爆炸所释放的能量更多 , 并且反物质湮灭还不同于原子弹爆炸 , 它是不会产生辐射的 , 也只正是因此 , 反物质也就自然而然地成为了一种比核能更加理想的能源物质 。
但是在这里大家有没有考虑过这一个问题 , 那就是我们如何才能得到反物质呢?事实上 , 这种看似可望而不可及的宇宙终极能源 , 早在1995年的时候便已经被科学家成功制造了出来 。 当时世界上第一批反物质反氢原子是由欧洲核子研究中心的科学家在实验室中制造出来的 , 而等到2000年9月18日 , 欧洲核子研究中心更是宣布 , 已经制造出了约5万个处于低能状态的反氢原子 , 看似5万个反氢原子已经很多了 , 但是这对于真正掌握大规模制造反物质资源来说 , 还是非常遥不可及的 , 因为要想得到一克的反物质 , 以目前的科技水平来说 , 似乎是根本不可能实现的 。
【国际空间站|宇宙的终极能源,反物质能源,人类已经掌握“制造”它的技术了?】
即便是用世界上最大的大型强子对撞机LHC , 也至少要对撞10亿年才能得到 , 不仅如此 , 反物质不同于普通物质 , 但凡碰到一点普通物质 , 它们就会发生湮灭反应 , 继而消失 , 因此 , 即便有能力大规模制造反物质 , 要想将它们储存起来也是非常困难的事情 。 但是随着科学家们的不断研究发现 , 通过磁场的干预似乎能够延长反物质的存在时间 , 并且相关研究人员还将研究成果于2010年10月17日发表在了权威科学期刊英国自然杂志的网站上 , 据了解 , 此次的突破之处在于制造出数个反氢原子后 , 科学家借助特殊的磁场延长了反物质的存在时间 , 从最初的几微秒延长至了约0.17秒 。
虽然这个时间看似依然非常短暂 , 但对科学家来说 , 能延长至这样的时间长度已经是极限了 , 并且在这样的时间长度之下 , 科学家已经可以对反氢原子进行较为深入的观测和分析 。 不过话说回来 , 虽然科学家们对反物质的研究已经得到了初步的成果 , 但是要想彻底掌握这种能源 , 我们要走的路还是非常长的 。

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