在墻的中間有兩顆釘子。當你用錘子敲其中一個(gè),試圖把它全部釘在墻上時(shí),它就會(huì )彈出來(lái);當你用鑷子拔出另一個(gè)時(shí),它會(huì )鉆到墻上。
這是奇怪的嗎?但如果你進(jìn)入神秘的反物質(zhì)世界,這并不奇怪。
反物質(zhì)來(lái)源于著(zhù)名科學(xué)家愛(ài)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(gè)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在科幻作品中。在電視上看過(guò)《星際迷航》的人一定記得,“企業(yè)號”宇宙飛船的動(dòng)力來(lái)自一個(gè)反物質(zhì)反應堆。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(guān)印象,可以用一面鏡子來(lái)做實(shí)驗。你在紙上寫(xiě)一個(gè)“人”字,它在鏡子里變成一個(gè)“人”字。因此,科學(xué)界解釋說(shuō)反物質(zhì)是正物質(zhì)的鏡像。
在自然界中,雖然還沒(méi)有發(fā)現反物質(zhì)實(shí)體,但科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現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(jìn)入反物質(zhì)世界,那么當正極和反物質(zhì)相遇時(shí)會(huì )發(fā)生什么呢?
當兩個(gè)數的絕對值相等,符號相反時(shí),它們的和為零,稱(chēng)為正對消和負對消??茖W(xué)家們認為,當一種正的物質(zhì)遇到它的反物質(zhì)時(shí),這兩種物質(zhì)同時(shí)消失。但物質(zhì)不同于數字,物質(zhì)具有能量,正反物質(zhì)以釋放能量的方式消失??茖W(xué)界把這種燒玉燒石的現象稱(chēng)為“湮沒(méi)”。
為了打開(kāi)反物質(zhì)世界的大門(mén),科學(xué)界在1957年調動(dòng)了數千人的部隊,并投入大量資金建造了一個(gè)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(shí)驗報告顯示,當一克反物質(zhì)與一克正電物質(zhì)碰撞并湮滅時(shí),會(huì )釋放出巨大的能量。據計算,一個(gè)鹽粒子大小的10毫克反質(zhì)子可以產(chǎn)生相當于200噸化學(xué)燃料的推進(jìn)能量。從這個(gè)角度來(lái)看,反物質(zhì)是宇宙飛船最理想的能量來(lái)源。自20世紀60年代人類(lèi)進(jìn)入太空以來(lái),征服太陽(yáng)系,進(jìn)軍銀河系已成為人類(lèi)的宏偉目標。然而,宇宙飛船必須在廣闊的太空中飛行很多年。燃料是個(gè)大問(wèn)題。只有反物質(zhì)才能解決飛船在有限空間內裝載燃料進(jìn)行長(cháng)時(shí)間飛行的問(wèn)題。

然而,除了實(shí)驗室中的反粒子,人類(lèi)從未見(jiàn)過(guò)反物質(zhì)實(shí)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(jìn)行研究并不容易。
此外,即使人類(lèi)制造反物質(zhì),如何儲存和運輸它也是一個(gè)大問(wèn)題。為此,科學(xué)家們提出了兩種方法:一種是超導存儲,即利用超導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,并有強磁場(chǎng)防止反粒子與瓶壁碰撞。這些想法能否實(shí)現可能需要新一代科學(xué)家的努力。
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