1克反物質就可以摧毀一座城市?反物質到底是什麼?

物質和反物質,就象正和負,借和貸的關係一樣,含義恰恰相反,那麼把它們放在一起又會擦出什麼樣的火花呢?根據宇宙大爆炸理論,粒子間的熱碰撞會成對地產生任何基本粒子,宇宙中物質和反物質的數量應該是相等的。但事實卻是現在的宇宙中滿是物質而缺少反物質,雖然沒有人知道這是為什麼,但正是由於反物質的缺乏,科學家特別地關注它也更熱衷於研究它。

1克反物質就可以摧毀一座城市?反物質到底是什麼?

由於地球上很難發現反物質,所以科學家們研究的反物質都是在實驗室裡造出來的。首先他們會用加速器來製造負質子,負質子非常重,它與物質中的質子一樣重。然後就要想辦法得到它的正電子,相比於負質子這些正電子更容易得到,並且這些正電子會像電子一樣輕,其中的一些物質還會透過發射而進行自然衰變。

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得到負質子和正電子後,科學家們只需要把他們放在一起,就能得到稀有的反物質。這些反物質和物質存在著非常巧妙的關係,它們是正常物質的反狀態,當與正常物質相遇時,雙方就會相互湮滅抵消發生爆炸併產生巨大能量,這種能量的釋放率遠遠高於核彈氫彈,只需要幾克就能產生出相當於一枚戰略核彈的能量。正是它有如此誘人的魅力,在科幻小說中,以反物質作為燃料的星際飛船才會經常出現。但是要把這個幻想付諸實現還有相當的難度,反物質中的正電子負質子都是反粒子,與我們通常所說的電子和質子相比,具有相等的電量但是它們的電性卻完全相反。對此我們可以大膽假設:無論物質呈現什麼樣的性質,反物質永遠與之相反。那麼我們如果讓物質和反物質,做一次自由落體運動又會發生什麼呢?

1克反物質就可以摧毀一座城市?反物質到底是什麼?

讓我們先說一說什麼是自由落體吧,1598年夏天,比薩大學教授伽利略在比薩斜塔上做了一個足以改變世界文明程序的實驗,他站在比薩斜塔的頂端從距離地面191英尺的高空中同時扔下了兩個質量分別為10磅和1磅的鉛球,出乎當時人們的意料,這兩個鉛球幾乎同時落地,這個實驗不僅推翻了亞里士多德的,物體下落速度和重量成正比的學說,並且伽利略還透過反覆計算,得出了在不計空氣阻力的情況下,物體的自由下落速度是相同的,牛頓的萬有引力定律告訴我們,這兩個物體是在地球引力場中進行的自由落體。

1克反物質就可以摧毀一座城市?反物質到底是什麼?

引力是質量固有的本質之一,是兩個物體質量之間相互吸引的力量,也正是因為地球有巨大質量,才能有巨大的吸引力,才能使物體下落,但是這些物體都是大物體,對於小小的粒子而言情況就大有不同了,通常來說粒子的質量是非常小的,它們能感受到的引力也特別小,物質與反物質就是這樣,更神奇的是,如果是負質子和質子這樣的帶電粒子,會受到電荷上的電磁力影響,它們的質量和重力就檢測不到,但是如果是氫原子這樣的不帶電粒子其質量和重力就可能被我們檢測到。

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按照直覺分析,這個被檢測到的氫原子在做自由落體運動的時候,會被地球引力吸引從高空向下落,同樣地它的反物質也會被地球引力吸引,呈現下落狀態,但是問題來了我們剛才說無論物質呈現什麼樣的性質反物質永遠與之相反,那麼如果在自由落體運動中,物質呈現下落的性質它的反物質就應該向上飛嗎?這個問題智慧如愛因斯坦一般的科學家不知道,我也不知道,不妨留給你猜猜看吧。