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制造1克需要3万年,是人类飞出太阳系的希望,什么物质这么厉害?

作者:eric 时间:2025-06-07
导读:截至今日,人类已经可以飞出地球,去探索宇宙。科技快速发展的今天,也离不开地球资源的支持,比如化石燃料、石油、天然气等,但这些能源有一个缺点,就是转化率并不高。目前,我们正在实验阶段的转化率较高的技术就...

截至今日,人类已经可以飞出地球,去探索宇宙。科技快速发展的今天,也离不开地球资源的支持,比如化石燃料、石油、天然气等,但这些能源有一个缺点,就是转化率并不高。目前,我们正在实验阶段的转化率较高的技术就是可控核聚变。

核聚变的主要原料就是氢的同位素-氘和氚,所以它的产物也相对清洁,不会产生大量的放射性污染及温室气体。

简单来说,核聚变就是让两个更轻的原子核,在极高的温度和压力下撞击到一起,合并成一个新的,更重的原子核。在这个过程中,会有一部分的质量损失,这部分的质量损失就转化成了能量,从而释放出来。

核聚变的迷人之处就在于,即使只有很少一部分的质量损失,都会产生巨大的能量,举个例子,1克上海高层次人才引进,undefined氢核聚变释放的能量,相当于14.91吨石油燃烧产生的能量。

根据爱因斯坦的质能方程E=mc2,可以计算出,核聚变的质能转化率高达0.7%。

单看数字可能会有人觉得这个转化率一点都不高,但我们可以对比一下,核裂变的质能转化率约为0.1%,传统能源如木柴的转化率约为0.000000013%,原煤约为0.000000023%,原油约为0.000000047%!这样一来,我们就能直观感受到可控核聚变的威力。

但尽管如此,核聚变仍然还不是最完美的能源,甚至放在星际探索上,核聚变还远远不够。那问题就来了,是否有一种质能转化率高达100%的物质呢?事实上,这种物undefined质确实存在,它就是-反物质。

顾名思义,反物质就是与我们常见的物质相对应的特殊物质。我们常见的物质,如桌子椅子等都是由原子组成的,原子包含质子、中子和电子等粒子。而反物质也有类似的粒子,只不过这些粒子的特性(电荷、重子数、轻子数等)正好相反。

最通俗的例子就是电子,正常的电子带负电,在反物质中,就存在一种与之相对应的,带正电的电子。当物质和反物质相遇时,两者会瞬间湮灭,同时释放出巨大的能量,且它们的质能转化率高达100!

1克的物质与1克的反物质相遇,产生的能量相当于4.3万吨TNT炸药的威力。再换个接地气的例子,假如有一辆使用反物质驱动的汽车,仅需一粒米重量的反物质,就能够驱使汽车行驶几千公里。

值得遗憾的就是,反物质在现实中几乎找不到。不过这也并不意味着就完全没有,毕竟之前人类就曾在宇宙射线中发现过一个正电子,只是说宇宙天然存在的反物质极其稀少,而且不容易”存活“,毕竟宇宙中到处都是正物质,反物质一旦撞上就会瞬间湮灭。

也正是因此,科学家就很难对反物质展开研究。但转念一想,我们能不能自己造出反物质呢?答案也是可以!

目前,科学家制造反物质,主要是利用大型粒子加速器,将粒子加速到极高的能量,然后让它们相互相撞,在碰撞过程中,就会产生反物质粒子。

但到了今天,人类制造出来的反物质总量还不足20纳克,抛开生产过程的成本来说,即使以现在的技术全力生产,制造1克也需要长达3万年的时间。

更重要的是,这些生产出来的反物质粒子”寿命“也非常短,科学家只能通过探测它们存在过的迹象来确认它的存在。

如果能将制造出来的反物质粒子全部保存下来,那么研究起来也将会方便很多,这一点也正是科学家们正在想办法解决的事。

当这些问题一步步被解决的时候,或许我们就能实现对反物质的利用,掌握这一强大的能源,这想起来也着实令人激动呢!

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