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航天未来新能源

发布时间:2018-9-14 10:05:30 访问次数:280

反物质蕴含的能量:

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当物质与反物质碰撞就会发生湮灭,反物质的湮灭是物质转化成能量的最完美反应,100%的物质和反物质都转化成了能量,而在核聚变反应中大概也只有2%的物质转化成了能量。反物质的湮灭使得著名的爱因斯坦方程式e=mc^2 完全得到证实。

0.5kg正粒子和0.5kg反粒子湮灭,能产生相当于10000kg铀裂变反应释放的能量。

假设有一美分硬币重量的反物质,也就是3克左右,那么它所释放的能量足以进行60次宇宙飞船发射。

汽车使用普通汽油每升大概能跑14公里,如果有反物质汽油,那么每升就能跑140亿公里。

如果以反物质为燃料,仅仅几十毫克的反物质就能帮助人类实现登上火星的梦想,而且只需要6周时间。反物质的发现与制造

欧洲航天局的伽马射线天文观测台,证实了宇宙间反物质的存在。他们对宇宙中央的一个区域进行了认真的观测分析。发现这个区域聚集着大量的反物质。此外,伽马射线天文观测台还证明,这些反物质来源很多,它不是聚集在某个确定的点周围,而是广布于宇宙空间。http://yushuokj.51dzw.com/

1955年埃米利奥·塞格雷与他的同事在加利福尼亚实验室,制造出第一束反质子。

1995年欧洲核子研究中心的科学家在实验室中制造出了世界上第一批反物质——反氢原子。

1996年,美国的费米国立加速器实验室成功制造出7个反氢原子。

1997年4月,美国天文学家宣布他们利用伽马射线探测卫星发现,在银河系上方约3500光年处有一个不断喷射反物质的反物质源,它喷射出的反物质形成了一个高达2940光年的“反物质喷泉”。由于我国参与了这项研究,因此新闻媒体曾热心地宣传过它。美国著名华裔科学家丁肇中也正致力于此。

2000年9月18日,欧洲核子研究中心宣布他们已经成功制造出约5万个低能状态的反氢原子,这是人类首次在实验室条件下制造出大批量的反物质。

2011年5月初,中国科学技术大学与美国科学家合作制造了迄今最重反物质粒子——反氦4。反物质是储存

研究人员2002年在真空环境里造出反氢原子,但造出后不到片刻便已湮灭。直到2010年,实验室人工制造的38个反氢原子存在了大约0.17秒。这个时间在普通人看来也许仍然非常短,但对于科学家来说,已经比先前有了实质性的延长,足够他们进行较为深入的观察和研究。

带电的反物质粒子,比如正电子和反质子能被保存在彭宁离子阱(penning traps)内。这些设备可以被看成是小型加速器,依靠磁场和电场让粒子不与阱壁碰撞,使其呈螺旋形运动。据悉,目前,美国国家航空航天局(nasa)和宾夕法尼亚州立大学的科学家们已经能用彭宁离子阱存放1010个反质子一个星期。但彭宁离子阱对反氢原子等并不起作用,因为,反氢原子不带电,无法被电场“锁住”。相反,它们被保存在俗称的“亚普阱”内。世界上最贵的物质

费米实验室的万亿电子伏特加速器(tevatron)制造出的所有反质子加在一起只有15纳克(十亿分之一克);而cern制造的所有反质子加起来仅为1纳克;德国的电子同步加速器(desy)制造的正电子加起来大约2纳克。即便所有这些反物质一次全部湮灭,它们产生的能量还不足以烧开一杯水。http://yushuo1.51dzw.com/

根本的问题在于制造和存储反物质的效率以及成本,由于目前反物质是由加速器产生的高能粒子打击固定靶产生反粒子,再经减速合成的,此过程所需要的能量远大于湮灭作用所放出的能量,且生成反物质的速率极低:仅仅制造1克反物质就需要大约25×1015千瓦时的能量。

因此,从生产成本考虑,反物质是世界上最贵的物质,产生这种材料的成本据估计大约需要1771万亿美元每盎司,相当于每克62.5万亿美元。反物质推动飞船仍是长路漫漫

反物质潜在且十分诱人的用途是用来制造星际航行火箭的超级燃料。

美国肯特州立大学高级研究员张伟明(音译)和西储学院的罗南·基南的分析结果显示,反物质火箭的速度完全能够达到光速的70%。从理论上来说,用反物质作为火箭燃料可能的,但在这项新构想真正付诸实施之前,人们必须解决反物质数量稀少和存储两大难题。

目前,科学家们仍然没有办法大规模制造或收集到足够多的反物质,经过近半个世纪的研究,人类现在也最多只能将反物质(反氢原子)保存1000秒。据媒体报道,2011年,cern的科学家成功将309个反氢原子保持到1000秒,是此前的5000倍。

不过,科学家就是一群“明知山有虎,偏向虎山行”的人,不少科学家正在进行反物质的制造和存储研究。如果未来某一天,科学家们能够找到制造或收集大量反物质的方法,那么,由反物质推进的星际旅行有可能从梦想走进现实。

但有趣的是,当反物质火箭真正投入使用之后,乘客们还必须开始习惯所谓的相对论效应——当接近以光速飞行,时空并不会移动得那样快。简单地说,从地球到半人马座的旅行,地球时钟会走了大约6年,但实际感觉只过了不到4年半时间而已。

反物质,什么是反物质?http://yushuokj.51dzw.com

我们知道宇宙中存在的物质,都是由原子构成,而原子即是由带正电的质子,不带电的中子和带负电的电子构成。那么反物质则刚好与其相反,反物质则是由带负电质子、和带正点的电子构成,这些反粒子亦可组合起来,构成反元素原子,例如反氢原子。理论上任何元素都有对应的反元素。文章来源:社会普遍现象说


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