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反物质的发现、是好事还是坏事?科学家给出答案,让人大开眼界-环球视讯
来源: 妍妍爱眼      时间:2023-06-24 15:03:43


【资料图】

反物质的由来:从物理学家保罗狄拉克说起

保罗狄拉克在20世纪初,引进了相对论,在量子力学中建立了狄拉克方程,探索微观世界高速运动粒子的行为。他因此提出了电子的反粒子:反电子。进一步的,他也预言出质子和其他微观粒子都有相对应的反粒子,这为反物质的存在埋下了伏笔。狄拉克方程虽然在当时受到了质疑,但随着科学的发展,究竟存在多少反粒子呢?展开观测宇宙射线研究的安德森实验无意中发现带有正电的电子,这就是电子的反粒子——正电子。这一发现验证了狄拉克关于电子反粒子的预言。此后,科学家陆续发现其他微观粒子都有相对应的反粒子,如反质子和反中子等。1995年,反氢原子的制造成功,让人类正式拥有了制造反物质的能力。

扩展阅读:

保罗狄拉克经典的物理学成果之一是Dirac方程,于1928年提出,描述一个自旋为1/2的粒子运动,方程引入伽利略因子(因子G),提出电荷共轭粒子(反粒子)的概念,并在研究中发现了存在于真空中的负能级。这个预言成为了发现反物质的关键之一。狄拉克方程的成功也带动了相对论量子力学的发展,创立了新的研究领域和方法,影响了现代物理学和粒子物理学的发展。

反物质的威力:能量惊人,但成本昂贵

反物质的威力来自于与普通物质相互湮灭释放的能量。当反物质与物质结合时,会产生爆炸并释放出高能量。根据质能方程E=mc2,一克反物质与一克物质相互湮灭会产生相当于四万三千吨TNT的能量,能够消灭曼哈顿。不过,反物质的制造成本十分昂贵,约高达62.5万亿美元一克。这样的价格限制了反物质的私人拥有和使用,只能被国家控制。

反物质的用途:未来能源和宇航动力

反物质除了应用于医学领域之外,它还有着更加广泛的应用前景。反物质可以作为未来能源的储备,并成为人类探索宇宙的能源动力。科学家们发现,反物质能够使飞船的速度大大提升,从目前最高的光速万分之一升至光速的十分之一,从而加快人类在宇宙中的探索和星际移民事业的发展。此外,反物质也可以用于太空能源机构的推进和推进高速相对论性飞船的技术。

结语

反物质的发现和研究仍处于探索阶段,科学家们还在不断研究反物质的特性和用途。虽然反物质的成本高昂,但它在未来的能源和宇航领域具有潜在的巨大应用价值和前景。

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