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揭秘反物质:可制成武器威力远超核弹(图)

作者: 汪新 发布时间: 2019年11月05日 07:56:21

                         

揭秘反物质:可制成武器威力远超核弹(图)

        

欧洲粒子物理研究所制造出反氢

            

揭秘反物质:可制成武器威力远超核弹(图)

反物质可制成武器威力远超核弹

   据英国《新科学家》杂志网站报道,5月15日,根据丹-布朗畅销小说《天使与魔鬼》改编而成的同名影片将在全美公映。在这部影片中,制造出反物质的物理学家列奥纳多被人残忍地杀害,他研制出来的拥有巨大能量的“反物质”也同时被盗。失窃的反物质随时都有可能会发生爆炸,它的破坏力将足以毁灭整个地球。

  反物质理论自提出以来一直显得极为神秘,这主要是因为人们在地球上很难发现反物质。当粒子与反粒子碰到一起时,就会像冰块遇上火球一样,要么是一起消失,要么是转变为其它的粒子。另外,科学家们如果想要在试验室中制造出反物质,不仅需要诸如超导对撞机(SSC)或者强子对撞机(LHC)之类的高科技装备,而且还需要耗费巨额资金。即使科学家们成功地制造出了反物质,如果对它们进行有效保存也将会一个难题。反物质究竟是一种什么样的物质,又会否如影片中所描述的那样毁灭整个地球呢?

  1、反物质究竟在哪里?

  标准理论预言,宇宙大爆炸的过程在产生物质的同时也会制造出同样数量的反物质,但为什么宇宙好象完全由物质组成,而看不到反物质呢?或者说为什么正物质占宇宙主导地位呢?现在主要有两个解释似乎可以回答这个问题。第一种解释是,物质与反物质在物理学方面的一些细微差别造成了早期宇宙中正物质的剩余。科学家们通过实验发现,K中介子转换成其反粒子的过程比相对的转换过程要常见、容易得多。第二种解释是,在宇宙诞生后的第一秒内,物质和反物质都没有被对方完全消灭,他们都在极力避免被对方捕获和吞噬。因此,在宇宙的某个空间,或许还潜伏着反物质,这些反物质还有可能已结合形成反恒星、反星系,甚至是反生命。

  在2008年发表的一份学术论文中,德国马普研究所地外物理学家乔治-威登斯波恩特及其同事称,他们通过研究发现反物质是由中子星和黑洞撕裂恒星产生的。乔治-威登斯波恩特称,当一颗相对寻常的恒星在绕其旋转的黑洞或中子星的作用下分崩离析,科学家们称之为“低质量X射线双星”。研究人员们推算,这种“低质量X射线双星”可以每秒喷射出近10的41次方个正电子。这些正电子占了科学家们推断的反物质的很大一部分,从而极可能排除其它各种有关反物质的异说。乔治-威登斯波恩特说:“根据简单初步的统计,我们认为一半甚至可能所有的反物质都来源于X射线双星。”目前,科学家们已经见证了反物质的死亡,他们希望同样能看见反物质的诞生。

  2、如何制造反物质?

  欧洲粒子物理研究所的科学家们正在尝试制造相当数量的反物质。但是,制造反物质的难度在于,反物质一接触到现实世界的正物质就会立即消失。欧洲粒子物理研究所已启动两项实验ATRAP和ALPHA,他们的目标就是制造反氢。实验需要一个近乎完美的真空管。真空管一旦遇到气体的单纯原子,就会打开终端吸引反粒子。因此,必须还要有某种捕获反粒子的方法。这种捕获反粒子的方法并不是利用常规的容器,而是要利用电磁场的作用。2002年,欧洲粒子物理研究所已经成功隔离出反氢。

  1979年,美国科学家把一个有60层楼高的巨大气球放到离地面35公里的高空,气球上载有一批十分灵敏的探测仪器,结果它在高空猎取了28个反质子。这是在地球以外第一次发现的反物质。除此之外,还在星际空间发现了反物质流。1998年的夏天,美国宇航局把阿尔法磁谱仪送上了太空。它的主要目标之一是寻找宇宙射线中的反原子核。如果相信宇宙中有等量的物质和反物质,那么在3000万光年之外应有大范围的反星系区存在。在那里,原始的宇宙射线应是由反质子和反粒子组成的。那里的部分宇宙射线粒子会飞进我们这个由正物质构成的区域。由于星系际大部分地方很空旷,气体的密度约只有每立方米一个质子的质量。这样,放置在地球大气层之外的磁谱仪就能接收到它。这就是阿尔法磁谱仪计划的基本原理。

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