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宇宙的終極能源, 反物質能源, 人類已經掌握“製造”它的技術了?

我們人類對於這個世界的瞭解,目前還只處在一種入門級的程度,甚至有可能連入門級都沒有達到,也正是因此,我們如今面臨著各種各樣的危機:氣候危機、環境危機、資源危機等等,無不困擾著我們的生活和發展,尤其是資源危機的問題,倘若在未來得不到解決,那麼我們人類的文明程度不僅得不到進步,甚至還有可能會迅速倒退。那麼大家有沒有考慮過這樣一個問題,假如我們掌握了宇宙的終極能源,屆時又會發生什麼呢?

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從理論上來說,人類最有希望獲得的一種宇宙終極能源,是一種名為反物質的能源。反物質在物理學中的定義是一種正常物質的反狀態物質,舉一個最簡單的例子,在生活中最常出現的一種物質元素,是由一顆帶正電荷的質子和一顆帶負電荷的電子共同構成的氫原子,而作為它的反狀態存在的物質——反氫原子,則是由一顆帶負電荷的質子和一顆帶正電荷的電子共同構成的物質元素,這兩種物質元素雖然擁有相同的質量,但它們的物理性質卻是截然相反的。

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當然在這裡還有一點是非常有意思的,那就是當正物質跟反物質相遇的瞬間,二者會迅速發生湮滅相互抵消,並且湮滅的過程還會伴隨著巨大能量的釋放,這點就類似於化學反應中酸性物質遇到了鹼性物質,二者發生反應並釋放出大量的熱量。只不過二者之間最大的不同之處在於,正常物質和反物質發生湮滅之後,不會再生成任何相應的物質元素,而是會變成兩個不具備質量的光子,朝著兩個完全相反的方向徹底逃逸。

這也就意味著正常物質與反物質發生湮滅釋放能量的過程中,所需要消耗的是兩種物質的全部,也正是因此,比起普通的反應,甚至是核裂變和核聚變之間的核反應來說,正常物質和反物質湮滅釋放的能量都是任何一種反應形式無法比擬的。由於正反物質湮滅是得知於愛因斯坦質能方程的,基於此,我們可以透過推算得知,一克反物質與一克正常物質湮滅,能夠釋放出大約1。8*10^14 焦耳的能量,這樣的能量究竟是個怎樣的概念呢?

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當年在二戰時期投放在日本廣島的小男孩原子彈,其所釋放的能量約為兩萬噸TNT爆炸所釋放的能量,也就是大約8。4*10^13焦耳,這樣來看的話,僅一克反物質湮滅所釋放的能量就比兩顆小男孩原子彈爆炸所釋放的能量更多,並且反物質湮滅還不同於原子彈爆炸,它是不會產生輻射的,也只正是因此,反物質也就自然而然地成為了一種比核能更加理想的能源物質。

但是在這裡大家有沒有考慮過這一個問題,那就是我們如何才能得到反物質呢?事實上,這種看似可望而不可及的宇宙終極能源,早在1995年的時候便已經被

科學家

成功製造了出來。當時世界上第一批反物質反氫原子是由歐洲核子研究中心的科學家在實驗室中製造出來的,而等到2000年9月18日,歐洲核子研究中心更是宣佈,已經制造出了約5萬個處於低能狀態的反氫原子,看似5萬個反氫原子已經很多了,但是這對於真正掌握大規模製造反物質資源來說,還是非常遙不可及的,因為要想得到一克的反物質,以目前的科技水平來說,似乎是根本不可能實現的。

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即便是用世界上最大的大型強子對撞機LHC,也至少要對撞10億年才能得到,不僅如此,反物質不同於普通物質,但凡碰到一點普通物質,它們就會發生湮滅反應,繼而消失,因此,即便有能力大規模製造反物質,要想將它們儲存起來也是非常困難的事情。但是隨著科學家們的不斷研究發現,透過磁場的干預似乎能夠延長反物質的存在時間,並且相關研究人員還將研究成果於2010年10月17日發表在了權威科學期刊英國自然雜誌的網站上,據瞭解,此次的突破之處在於製造出數個反氫原子後,科學家藉助特殊的磁場延長了反物質的存在時間,從最初的幾微秒延長至了約0。17秒。

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雖然這個時間看似依然非常短暫,但對科學家來說,能延長至這樣的時間長度已經是極限了,並且在這樣的時間長度之下,科學家已經可以對反氫原子進行較為深入的觀測和分析。不過話說回來,雖然科學家們對反物質的研究已經得到了初步的成果,但是要想徹底掌握這種能源,我們要走的路還是非常長的。

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