在墻的中間有兩顆釘子。當(dāng)你用錘子敲其中一個,試圖把它全部釘在墻上時,它就會彈出來;當(dāng)你用鑷子拔出另一個時,它會鉆到墻上。 這是奇怪的嗎?但如果你進入神秘的反物質(zhì)世界,這并不奇怪。 反物質(zhì)來源于著名科學(xué)家愛因斯坦提出的物質(zhì)總能量公式,即物質(zhì)總能量有正負兩個值??茖W(xué)界認為,也許我們只知道宇宙的一半——積極的物質(zhì)世界;雖然公式中的負值適用于宇宙的另一半,但它是反物質(zhì)世界。這種反物質(zhì)是由具有相反電荷性質(zhì)和自旋方向的粒子組成的。你把它往東推,它就往西走,這與我們熟悉的物質(zhì)世界背道而馳。 人們對神秘反物質(zhì)世界的向往首先體現(xiàn)在科幻作品中。在電視上看過《星際迷航》的人一定記得,“企業(yè)號”宇宙飛船的動力來自一個反物質(zhì)反應(yīng)堆。但在真正的科學(xué)研究中,反物質(zhì)世界是很難理解的。為了從反物質(zhì)的抽象概念中獲得客觀印象,可以用一面鏡子來做實驗。你在紙上寫一個“人”字,它在鏡子里變成一個“人”字。因此,科學(xué)界解釋說反物質(zhì)是正物質(zhì)的鏡像。 在自然界中,雖然還沒有發(fā)現(xiàn)反物質(zhì)實體,但科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了具有相反電荷性質(zhì)和自旋方向的粒子。所以,如果有一天我們能進入反物質(zhì)世界,那么當(dāng)正極和反物質(zhì)相遇時會發(fā)生什么呢? 當(dāng)兩個數(shù)的絕對值相等,符號相反時,它們的和為零,稱為正對消和負對消。科學(xué)家們認為,當(dāng)一種正的物質(zhì)遇到它的反物質(zhì)時,這兩種物質(zhì)同時消失。但物質(zhì)不同于數(shù)字,物質(zhì)具有能量,正反物質(zhì)以釋放能量的方式消失。科學(xué)界把這種燒玉燒石的現(xiàn)象稱為“湮沒”。 為了打開反物質(zhì)世界的大門,科學(xué)界在1957年調(diào)動了數(shù)千人的部隊,并投入大量資金建造了一個大型加速器,成功地捕獲了反質(zhì)子和反中子。1995年9月,科學(xué)家成功研制出反質(zhì)子原子、反氫原子,使人們能夠看到使用反物質(zhì)的曙光。 最近,一份關(guān)于反物質(zhì)的實驗報告顯示,當(dāng)一克反物質(zhì)與一克正電物質(zhì)碰撞并湮滅時,會釋放出巨大的能量。據(jù)計算,一個鹽粒子大小的10毫克反質(zhì)子可以產(chǎn)生相當(dāng)于200噸化學(xué)燃料的推進能量。從這個角度來看,反物質(zhì)是宇宙飛船最理想的能量來源。自20世紀(jì)60年代人類進入太空以來,征服太陽系,進軍銀河系已成為人類的宏偉目標(biāo)。然而,宇宙飛船必須在廣闊的太空中飛行很多年。燃料是個大問題。只有反物質(zhì)才能解決飛船在有限空間內(nèi)裝載燃料進行長時間飛行的問題。 然而,除了實驗室中的反粒子,人類從未見過反物質(zhì)實體。雖然有許多大膽而美妙的想法,但由于正反物質(zhì)的不相容,要得到一克反物質(zhì)進行研究并不容易。 此外,即使人類制造反物質(zhì),如何儲存和運輸它也是一個大問題。為此,科學(xué)家們提出了兩種方法:一種是超導(dǎo)存儲,即利用超導(dǎo)磁懸浮原理使反物質(zhì)不與正電物質(zhì)接觸;另一種是捕捉等離子體的“真空瓶”,即讓反粒子以光速在瓶中旋轉(zhuǎn),并有強磁場防止反粒子與瓶壁碰撞。這些想法能否實現(xiàn)可能需要新一代科學(xué)家的努力。 |
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