反物质是什么?人类可以用反物质做什么?
三体中掩体纪元韦德接管程心的公司研究曲率引擎,韦德的军队对抗联邦政府的武器反物质子弹,“在地面朝飞船射击,只要有一颗子弹击中了就能毁灭整艘飞船”反物质是什么呢?为什么威力这么大?
我们生活的世界是由带负电的电子,带正电的质子和中子构成的原子组成的,而反物质是由带正电的反电子,带负电的反质子和反中子构成的反原子构成的物质,反质子、反中子和反电子如果像质子、中子、电子那样结合起来就形成了反原子。例如一颗反质子和一颗带正电的电子能形成一个反氢原子,正粒子会与反粒子结合,正物质也会与反物质的结合,从而导致两者湮灭,同时从中释放出大量能量。反物质无法在自然界找到因为反物质如果在自然中存在就会无可避免地随即与自然界的正物质接触并湮灭。反粒子和一些稳定的反物质例如反氢可以在粒子加速器中被人工制造出极少量。
反物质和正物质一旦相遇,就相互吸引、碰撞并完全转化为光并释放出的巨大的能量,这个过程叫做湮灭并释放高能光子,也就是伽马射线。因为物质与反物质的湮灭时质量可完全转换成能量,同样质量的反物质和核燃料的反物质湮灭产生的能量是核能的上千倍。根据爱因斯坦的质能关系式E=mc2。其中E为湮灭产生能量,m为参与的正物质和反物质湮灭前总静止质量,c为光速,三十万公里每秒。一克反物质湮灭所产生的能量大约相当于两颗小男孩爆炸所产生的能量,所以一直有人研究反物质作为新能源,主要可以用于未来的宇宙飞船,17克反物质湮灭产生的能量就足以让一艘飞船从地球飞到比邻星。
目前人为制造反物质的方式,是在粒子加速器中把一束束粒子加速到接近光速和其他原子相撞从而产生反粒子然后再减速、冷却和捕获。这种方法制造的效率极低而且这一过程所消耗的能量远大于所制造出的反物质湮灭作用所放出的能量,目前人类的 科技 水平每年耗费1000万亿美元只能造一亿分之一克的反物质,这点别说驱动宇宙飞船了,烧开一杯水都不够,因此还不具有经济价值。而且,因为反物质与正物质相遇会发生湮灭,保存上也是一大问题。目前只能通过磁约束防止反原子与正原子接触来保存反物质。
一种在科学界受到普遍认同的理论认为,宇宙大爆炸早期曾产生了数量相当的物质和反物质,随后发生的物质和反物质的湮灭消耗掉了绝大部分的正、反物质,遗留下的少部分正物质构成了现如今的物质世界。理论上宇宙大爆炸时所产生的粒子与反粒子应该数量相同,但是为什么现今所遗留下来的都是正粒子,这仍是一个未解之谜
反物质是什么东西简单说明,反物质是什么东西
1.反物质就是由反粒子组成的物质。
2.所有的粒子都有反粒子,这些反粒子的特点是其质量、寿命、自旋、同位旋和相应的粒子相同,但电荷、重子数、轻子数、奇异数等量子数和之相反。
3. 例如,氢原子由一个带负电的电子和一个带正电的质子构成,反氢原子则和它正好相反,由一个带正电的正电子和一个带负电的反质子构成,物质和反物质相遇后会湮灭,释放出大量能量。
4. 制造出大量反氢原子,有助于验证CPT守恒假设的正确性和宇宙标准模型的普适性。
5.如果发现反氢原子和氢原子在物理规律上并不完全对等,将给物理学和宇宙学的一些基础问题带来非常重要的新启发。
6.例如宇宙大爆炸理论认为,宇宙诞生时,从虚无中产生了相等数量的物质和反物质。
反物质是什么
反物质是正常物质的反状态。当正反物质相遇时,双方就会相互湮灭抵消,发生爆炸并产生巨大能量。正电子、负质子都是反粒子,它们跟通常所说的电子、质子相比较,电量相等但电性相反。科学家设想在宇宙中可能存在完全由反粒子构成的物质,也就是反物质。电子和反电子的质量相同,但有相反的电荷。质子与反质子也是这样。粒子与反粒子不仅电荷相反,其他一切可以相反的性质也都相反。反物质的研究历史自然界纷呈多样的宏观物体还原到微观本源,它们都是由质子、中子和电子所构成的。这些粒子因而被称为基本粒子,意指它们是构造世上万物的基本砖块,事实上基本粒子世界并没有这么简单。在30年代初,就有人发现了带正电的电子(电子(Electron)是一种带有负电的亚原子粒子),这是人们认识反物质的第一步。到了50年代,随着反质子和反中子的发现,人们开始明确地意识到,任何基本粒子都在自然界中有相应的反粒子存在。