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反物质到底是什么 什么是反物质

什么是反物质(反物质到底是什么)？
很多朋友还是不太了解反物质 ， 经常问一些奇怪的问题 。比如我文章的评论部分 ， 经常有人问“一克反物质能毁灭世界吗？”或者“既然反物质这么厉害 ， 为什么不举全世界之力找一个反物质矿来开发呢？”
这样的问题看似简单 ， 却不是一两句话就能解释清楚的 。今天就来详细说说 ， 看看能否解释反物质的相关问题 。请耐心看完 。如果有帮助 ， 我会很高兴 。

反物质湮灭的能量虽然巨大 ， 但也有限反物质的威力是巨大的 ， 是迄今为止已知物质质量转化为能量的最大、最完美的释放 ， 即质能转化率达到100% ， 世界上没有任何物质或技术产生的能量可以和反物质相比 。
现在 ， 我们人类掌握的最大的质能转换技术是核聚变 。质能比约为0.7% ， 即1kg物质可转化为7g能量 ， 仅为反物质转化率的1/142.86 。

即便如此 ， 反物质能量的释放也是有限的 。反物质能量释放的方式是与正物质湮灭 ， 即反物质遇到正物质会立刻消失 。这些质量消失的那一刻 ， 它们就转化成了巨大的能量 。这种能量的总量 ， 随着光和热而爆炸 ， 严格遵循爱因斯坦的质能方程 ， 即:E = MC ^ 2 。
这里的e代表能量 ， 单位为J(焦耳)；m代表质量 ， 单位为kg(千克)；c代表光速 ， 单位为m(米) 。

根据这个方程 ， 1g (g)反物质释放的能量约为9 * 10 13J 。而反物质的湮灭需要正物质的参与 ， 1g反物质会和1g正物质严格湮灭 ， 所以2g能量会爆发 ， 也就是1.8 * 10 14j 。这个能量有多大？每千瓦/小时(kw/h ， 1度)的电能相当于360万J ， 每吨TNT的爆炸能量相当于4184000000J 。
所以1g反物质和1g正物质的湮灭会产生相当于5000万度电 ， 或者4.3万吨TNT的爆炸力 。

广岛的原子弹相当于大约13000吨 。将1g反物质和1g正物质即2g物质全部转化为能量的威力 ， 相当于约3.3颗广岛原子弹的威力 。三颗广岛那么大的原子弹威力很大 ， 但远没有摧毁地球或其生态 。
后来人类试验的核弹当量从百万吨到千万吨不等 。前苏联也试验了5000万吨氢弹 。这些核弹没有毁灭地球 ， 甚至没有伤害地球 。所以1g的反物质 ， 相当于4.2万吨炸药 ， 是不可能毁灭地球的 。

那么 ， 反物质真的存在吗？地球上的反物质很少 ， 宏观状态 ， 也就是肉眼能看到的反物质是不可能的 。因为反物质最大的特点就是看不到正物质 ， 只要看到就要和对方同归于尽 。所以 ， 如果地球上有块反物质 ， 它一出现就会湮灭任何正物质 ， 爆发出惊天动地的能量 。
那么 ， 既然可见的反物质不可能存在于我们的世界 ， 为什么科学家说宇宙中存在反物质呢？科学家是不是吃饱了撑的 ， 只是想象而已？没错 ， 科学家从来不像民事主体 ， 他们只是在饱餐了几天之后 ， 随意做出假设 。反物质的发现是有根据的 ， 也是有据可查的 。

反物质的概念最早是由英国物理学家狄拉克提出的 ， 他在1928年首次预言并证明了正电子的存在 。1932年 ， 美国物理学家安德森在实验室发现并证实了狄拉克预言的正电子 。1955年 ， 英国物理学家西格雷用人工方法获得了反质子；后来科学家发现所有粒子都有反粒子 ， 没有反粒子的粒子就成了奢侈品 。
1937年 ， 意大利物理学家埃托雷·马约拉纳(ettore majorana)预言有一种粒子 ， 反粒子就是它本身 。人们把这种正负粒子称为马约拉纳费米子 。科学家花了80年才找到这种粒子 。

直到2017年 ， 杨振宁的学生 ， 斯坦福大学的张首晟和他的团队 ， 与加州大学洛杉矶分校和欧文分校的团队合作 ， 终于发现了这种majorana粒子的踪迹 ， 并在霍尔效应平台系统中得到了第一个确凿的测量结果 。
说了这么多 ， 是想说明反粒子是普遍存在的 ， 没有反粒子的粒子是罕见的 。因此 ， 反物质以反粒子的形式在地球上广泛存在 。

那么宇宙中是不是存在一个反物质世界呢？根据研究发现 ， 科学家认为在宇宙最早诞生时期 ， 正负粒子都是成对出现的 。这样 ， 在宇宙创造之初 ， 大部分粒子就湮灭了 。如果一切都是完全对称守恒的 ， 那么我们的世界就不会出现 ， 但是宇称不守恒 。来自这种不完美的一些更积极的物质构成了我们的世界 。


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