反物質是什么_反物質有哪些作用
反物質,其實說拜了,就是我們現(xiàn)在所看到正常物質中的反狀態(tài),而你對反物質的理解又是什么嗎,對此反物質是什么?有哪些作用到底如何?下面一起來看看吧。
反物質是什么?有哪些作用
反物質
物理學上指反原子核由反質子和反中子組成的帶負電荷的物質。反核子(反質子和反中子)組成反原子核,反原子核和正電子組成反原子,各種反原子組成各種反物質
自然界紛呈多樣的宏觀物體還原到微觀本源,它們都是由質子、中子和電子所構成的。這些粒子因而被稱為基本粒子,意指它們是構造世上萬物的基本磚塊,事實上基本粒子世界并沒有這么簡單。在30年代初,就有人發(fā)現(xiàn)了帶正電的電子(電子(Electron)是一種帶有負電的亞原子粒子)[1] ,這是人們認識反物質的第一步。到了50年代,隨著反質子和反中子的發(fā)現(xiàn),人們開始明確地意識到,任何基本粒子都在自然界中有相應的反粒子存在。
反物質是正常物質的反狀態(tài)。當正反物質相遇時,雙方就會相互湮滅抵消,發(fā)生爆炸并產生巨大能量。能量釋放率要遠高于氫彈爆炸。 在丹·布朗的小說《天使與魔鬼》里,企圖從歐洲核子中心盜取0.25克反物質,進而欲炸毀整座梵蒂岡城(最后于高空爆炸)。
但至于網上流傳的五千萬分之一克摧毀大型設施,以及幾克反物質摧毀地球純屬謠言,只是網絡新聞為了增加關注度而編造出來的假消息。五千萬分之一克反物質與正物質湮滅在物理學中能夠釋放3.6x10^6焦耳的能量,但不可能摧毀大型設施。而1克反物質(按1克反物質與1克正物質湮滅計算)湮滅釋放出1.8x10^14焦耳的能量,不可能毀滅地球。其遵守愛因斯坦的質能關系式E=mc^2。其中E為湮滅產生能量,m為參與的正物質和反物質湮滅前總靜止質量,c為光速≈3x10^8米/秒。
反物質概念是英國物理學家保羅·狄拉克最早提出的。他在1928年預言,每一種粒子都應該有一個與之相對的反粒子,例如反電子,其質量與電子完全相同,而攜帶的電荷正好相反(A)。 且反電子的自旋量子數(shù)是-1/2而不是正1/2。
歐洲航天局的伽馬射線天文觀測臺,證實了宇宙間反物質的存在。他們對宇宙中央的一個區(qū)域進行了認真的觀測分析。發(fā)現(xiàn)這個區(qū)域聚集著大量的反物質。此外,伽馬射線天文觀測臺還證明,這些反物質來源很多,它不是聚集在某個確定的點周圍,而是廣布于宇宙空間。
反物質到底是什么來的
反物質源于著名科學家愛因斯坦提出的物質的總能量公式,即物質的總能量有正、負兩種值??茖W界認為,也許我們認識的僅僅是宇宙的一半——正物質世界;而公式中的負值適合于宇宙的另一半,則是反物質世界??茖W的解說聽不懂不要緊,小編接下來帶你一起深入淺出地探索這個神奇的反物質世界。
有兩枚入墻半截的釘子,當你用榔頭猛敲其中一枚,試圖把它全部釘人墻中時,它卻從墻中反彈而出;當你用鉗子用力去拔另一枚時,它反而鉆人墻中。
奇怪嗎?可你如果進入了神秘的反物質世界,這種現(xiàn)象就不足為怪了。
在反物質世界里,這種反物質是由電荷性質和自旋取向相反的各種粒子所組成的,你推它向東它卻往西,一切都與我們熟悉的物質世界背道而馳。
知識拓展:我們可以找到反物質的世界嗎
為了打開反物質世界的大門,科學界于1957年動員了千軍萬馬,耗費巨資建立了大型加速器,成功地捕獲了反質子和反中子。1995年9月,科學家又成功地研制出反質子的原子——反氫原子,從而使人們看到了利用反物質的曙光。
物質是最理想的宇宙飛船能源
最近,一份反物質實驗報告指出:當1克反物質與1克正物質相互碰撞而發(fā)生湮滅時,能釋放出巨大能量。據(jù)計算,一粒鹽粒大小的10毫克反質子便可產生相當于200噸化學燃料的推進能量。由此看來,反物質是最理想的宇宙飛船能源。
自20世紀60年代人類進入太空后,征服太陽系和進軍銀河系便成為人類一個壯麗的目標。但是,宇宙飛船要在茫茫太空中成年累月地翱翔。燃料是個大問題。要在飛船有限的空間內裝載維持長時間飛行的燃料,只有反物質才能解決問題。
反物質在醫(yī)學上也能一顯身手。由于反質子能量釋放的速度和從體內逸出_的速度可以人為控制,且對人體無害,因此,用反質子產生的光束代替X射線治療癌癥,能精確擊中腫瘤,大大減輕對周圍正常組織的損害程度。
征服太陽系和進軍銀河系便成為人類一個壯麗的目標
但是,除了實驗室里的反粒子,人類還從未見到反物質實體。盡管有許多大膽美好的設想,可由于正、反物質水火不容,目前想得到1克反物質用以研究確實不是件容易的事。
此外,即使人類制造出反物質,如何貯存和運輸也是一大疑難。對此科學家已提出兩種方法:
一是超導貯存,即利用超導磁懸浮原理,使反物質不與正物質接觸。
二是捕捉等離子體的“真空瓶”,即讓反粒子以光的速度在瓶子內自旋,并有—個防止反粒子碰撞瓶壁的強大磁場緊緊箍住這些反粒子。這些設想能否實現(xiàn),也許需要新一代科學家去努力。
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