小伙伴們肯定都聽說過反物質(zhì)能量源可以幫我們?nèi)祟悓崿F(xiàn)星際宇航或者是1克湮滅的能量相當(dāng)與兩顆原子彈的威力。那我們?nèi)祟愒斐鰜韼坠镌囋噯h！其實我們?nèi)祟愊朐煲豢硕假M勁，這到底為什么呢？
假如我們需要幾公斤反物質(zhì)—不管是像小說《天使與魔鬼》里寫的一樣用來轟炸梵蒂岡，還是用來作為燃料進(jìn)行星際宇航，又或者是用作能源，我們面臨的問題不僅是如何生產(chǎn)和儲存反物質(zhì)還有應(yīng)該制造哪種反物質(zhì)。我們并不需要特別的易燃易爆化學(xué)品，比如反TNT或反苯；反物質(zhì)釋放能量主要靠湮滅，而最簡單的反物質(zhì)就能做到。
狄拉克預(yù)言反物質(zhì)存在
需要的能量讓人望塵莫及
我們首先必須制造出反粒子和反原子，接下來想辦法將它們儲存起來。但自然的現(xiàn)實開始打破我們的美夢。要產(chǎn)生1克反質(zhì)子，需要大約1億億億個粒子；而如果要產(chǎn)生1克正電子，需要的數(shù)目還要大2000倍。這個數(shù)目極其巨大，形象地說，自1955年首次發(fā)現(xiàn)反質(zhì)子以來，歐洲核子研究中心的低能反質(zhì)子環(huán)及費米實驗室相似的裝置中總產(chǎn)生的反物質(zhì)的量還不足百萬分之一克。如果我們能將所有的這些反物質(zhì)收集起來，然后與物質(zhì)發(fā)生湮滅，產(chǎn)生的能量只夠供一只普通的燈泡點亮幾分鐘。
而相比之下，制造這些反物質(zhì)所消耗的能量則足以點亮整個紐約時代廣場，以現(xiàn)在的生產(chǎn)效率，要生產(chǎn)1克反物質(zhì)需要1000萬年。當(dāng)然，現(xiàn)有的裝置都是設(shè)計用來制造特殊實驗所需的反物質(zhì)束流的，并非用來儲存大量反物質(zhì)。但即使我們設(shè)計出一臺特殊的裝置能生產(chǎn)大量反物質(zhì)，要將生產(chǎn)周期從上千萬年縮短到幾周也還路漫漫其修遠(yuǎn)兮。
儲存問題
即使你生產(chǎn)出來了，儲存也是個大問題。首先你需要一個巨大的真空容器，其中包含電場和磁場。有幸得是我們已經(jīng)初步掌握了儲存的技術(shù)，也曾成功的在潘寧陷阱中將反粒子儲存了數(shù)周之久。然而，當(dāng)大量帶電粒子聚集在一個小體積內(nèi)時就會出現(xiàn)問題，這限制了容器內(nèi)儲存粒子的數(shù)目。因為帶同種電荷的粒子間會互相排斥，這是無法抗拒的自然定律，所以生產(chǎn)的粒子越多，就越難將它們束縛在磁場容器內(nèi)?，F(xiàn)在人類最多能儲存100萬個反質(zhì)子，這個數(shù)目聽起來很大，但實際上只有10分之一克。所以反粒子容器顯然不足以用來儲存這個超級破壞王。
可能的解決辦法
要避免以上問題，一種辦法是將反質(zhì)子和正電子混合，形成反氫原子。正電子帶正電，反質(zhì)子帶負(fù)電，二者相互抵消，因此不會出現(xiàn)電荷過剩的問題。我們的身體中含有數(shù)十億個原子，原子內(nèi)部的正負(fù)電荷平衡，因此我們整體不會感覺到體內(nèi)的電荷運動。反物質(zhì)也是如此。但卻又有一個很大的問題。電磁容器中的磁場和電場就像繩索和墻壁一樣，形成了一個監(jiān)獄，只能將帶電物質(zhì)像囚犯一般禁錮住。如果這些囚犯相互配對，那么各自的電荷就會抵消，電磁場對它們的禁錮就會神奇地消失掉；反氫原子是電中性的，不受電磁場影響，很快就會在容器內(nèi)自由飛翔，最終逃出容器，然后遇上物質(zhì)，早早地就被湮滅摧毀了。
在某些情況下，物體內(nèi)部的電荷效應(yīng)也會表現(xiàn)出來。最明顯的是磁性，物體內(nèi)部電荷的運動會產(chǎn)生磁效應(yīng)；雖然總的正負(fù)電荷會相互抵消，但電子的凈運動會像長征中的紅軍隊伍一樣，每個人都走一小步，但是各自的磁性會疊加起來。反物質(zhì)也有相似情況。我們的物質(zhì)世界中鐵可以作為磁體，那么反物質(zhì)世界中的反鐵也可以作為磁體。然而，正如容器內(nèi)部大量的同性帶電粒子會對抗容器的電場力，它們的磁效應(yīng)也會干擾容器內(nèi)的磁場。通過空間中快速變化的磁場有可能將少量反氫原子束縛住，此時正電子和反質(zhì)子的不同磁矩會保持原子穩(wěn)定，但迄今為止科學(xué)家仍然未能完成這個工作，即使是很少幾個原子也不行。
另一種可能是借助正電子素原子，它包含一個正電子和一個電子。近年來，引起美國軍方的高度關(guān)注。這里面臨的問題不僅是和反氫一樣的原子電中性，還面臨著其內(nèi)部成分會相互摧毀的問題。正電子素原子的壽命不足千分之一秒，如果想用它作為火星飛船的燃料，這個壽命時間就太短了。
無論如何，美國空軍仍然投入了大量財力進(jìn)行研究。他們到底想干什么？雖然面對種種的困難，但人類還是對反物質(zhì)能量源抱有很大的期望，希望有天用它來實現(xiàn)人類文明的階段性飛躍。
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