物理学基础 | 反物质


前言

我是很喜欢物理学的,从初中接触起,可能与我小时候喜欢发明各种小发明有关,最喜欢的物理学家是霍金,霍金在我去考科目三时的路上得知去世,可惜了,如今这个世界上向爱因斯坦、牛顿、特斯拉、麦克斯韦、玻尔、卡文迪许、伽利略·伽利雷、狄拉克、马克斯·普朗克等著名的物理学家已经不多了。他们奠定了物理学大厦的基础,力图搭建物理学大一统,从经典物理学和量子力学,爱因斯坦的相对论弥补了牛顿公式的缺陷、、热力电磁。。。

不知是因为什么,我高中毕业之后,就很少碰物理学了,可能是因为学了计算机,可能是因为忘记了曾经的热爱,所以我决定将物理学重新热爱起来,把学习的笔记写在博客上。

反物质是我初中在《天使与魔鬼》一书中接触到的,后来,我发现高中的物理书上也未曾提到此物,我也向物理老师证实了,却有此事,后来我在百度上查了一些资料,才知道这是一个很神秘、很强大的物质。

需要理解世界,就需要从最基本的组成开始,物质的分子、原子。

反物质

最早提出反物质概念的是英国物理学家狄拉克。

保罗·阿德里安·莫里斯·狄拉克(Paul Adrien Maurice Dirac,1902年8月8日-1984年10月20日),男,英国理论物理学家,量子力学的奠基者之一,并对量子电动力学早期的发展作出重要贡献。曾经主持剑桥大学的卢卡斯数学教授席位,并在佛罗里达州立大学度过他人生的最后十四个年头。
他给出的狄拉克方程可以描述费米子的物理行为,并且预测了反物质的存在。
1933年,因为“发现了在原子理论里很有用的新形式”(即量子力学的基本方程——薛定谔方程和狄拉克方程),狄拉克和埃尔温·薛定谔共同获得了诺贝尔物理学奖。

赵忠尧第一次发现了正电子的存在,他是人类物理学史上第一个发现反物质的科学家。他观测到的正、负电子湮灭辐射比后来安德逊看到的正电子径迹早两年。赵忠尧的研究成果为研制正负电子对撞机提供了理论基础,同时也奠定了他在世界物理学界的地位。

赵忠尧(1902年6月27日—1998年5月28日),浙江诸暨人,物理学家,中国核物理研究和加速器建造事业的开拓者。曾任中国科学院高能物理研究所研究员、副所长,中国科学院原子能研究所副所长,中国科学技术大学教授、物理系主任,中国核学会名誉理事长。历任中国科学院物理研究所副所长。四、五、六届全国人民代表大会常务委员会委员。

反物质

定义:反物质是正常物质的反状态。当正反物质相遇时,双方就会相互湮灭抵消,发生爆炸并产生巨大能量。

是否存在反物质

2010年11月17日,有媒体说,人类首次捕获到反物质,500克能量可超过氢弹。欧洲科学家成功制造出多个反氢原子,并使其存在了0.17秒,这是物理学界的突破性发现,也是人类首次捕获到反物质。500克反物质的破坏力可以超过世界上最大的氢弹。

“抓住”反物质达千秒

欧洲核子研究中心的科研人员在2011年6月5日在英国《自然·物理》杂志上报告说,他们成功地将反氢原子“抓住”长达一千秒的时间,也就是超过16分钟,这有利于对反物质性质进行精确研究。反氢原子是普通氢原子对应的反物质形态。反物质与普通物质相遇就会湮灭,此前制造出的反氢原子往往只能存在几微秒的时间。

反物质的应用目前仍然仅存在于小说,电影中,如武器,激光束,行星炸弹,飞船的燃料等尖端的科技。

据科学家测算,用世界上最大的欧洲大型强子对撞机,不间断运行1000年,才能够对撞出1ug(微克)反物质,也就是百万分之一克。这个能量有多大呢?1ug的反物质与1ug的正物质湮灭,可释放出2ug质量的能量,根据爱因斯坦质能方程计算,可得到1.8*10^8J能量,相当50度电能,或43kgTNT炸药爆炸能量。

我认为,我们只是无法让反物质保留足够长的时间,随着技术水平的提高,谁掌握了这项技术就掌握了最强大的能量的运用。


文章作者: Enomothem
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