一克等于几毫克(一克等于多少)

中国一线城市的房价怎么样?你可能觉得有点贵,但是和反物质比起来,不值一提。反物质是世界上最贵的物品,每克的价格是62.5万亿美元(一克反氢原子的成本)!2018

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中国一线城市的房价怎么样?你可能觉得有点贵,但是和反物质比起来,不值一提。

反物质是世界上最贵的物品,每克的价格是62.5万亿美元(一克反氢原子的成本)!2018年中国GDP总量只有13.2万亿美元左右!

什么是反物质?

很多人应该很好奇这么贵的东西是什么!事实上,在过去很长一段时间里,人们并不确定反物质是否真的存在。

1928年,英国科学家保罗·狄拉克预言了反物质的存在。四年后,另一位科学家证明了这一点。

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反物质是由与普通物质相同但电荷相反的粒子组成的。世界上每个粒子都有一个相反的反粒子。

反物质是正常物质的对立面。更具体地说,反物质的亚原子粒子具有与正常物质相反的性质,这些粒子的电荷是相反的。

为了更好地了解反物质,我们需要更多地了解物质。物质由原子组成,原子是氢、氦或氧等化学元素的基本单位。

每种元素都有一定数量的原子:氢只有一个原子,氦有两个原子,以此类推。

原子宇宙是复杂的,真正的探索才刚刚开始。但是,从简单的角度来看,原子内部有叫做电子、质子、中子的粒子。

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图为:带相反电荷的电子图为:带相反电荷的电子

反粒子

在原子的核心,也就是原子核,有质子(带正电荷)和中子(带中性电荷)。通常带负电荷的电子占据原子核周围的轨道。轨道的变化取决于电子的激发程度(也就是说,它们有多少能量)。

根据美国宇航局的说法,反物质的电荷与物质的电荷相反。反电子(称为正电子)的行为类似电子,但带正电。反质子,顾名思义,是带负电的质子。

这里要说明一下,反物质不是反重力。虽然没有得到实验证实,但现有理论预言反物质对引力的作用与正常物质相同。

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反物质在哪里?

根据美国宇航局的说法,这些反物质粒子(称为“反粒子”)是在大型粒子加速器上产生和研究的,如欧洲粒子物理研究所(CERN)运营的大型强子对撞机。

粒子对撞机每天都会产生反粒子。在这些对撞机中,粒子束加速到高速碰撞(与目标或彼此碰撞),喷出一堆更奇特的粒子(包括反粒子),但它们通常存在的时间很短。

大爆炸后的第一瞬间,只有能量存在。随着宇宙的冷却和膨胀,物质和反物质的粒子数量相等。至于为什么现在物质占主导地位,还是一个未解之谜。

有一种理论认为,在宇宙之初,产生的正常物质比反物质多,所以即使在相互湮灭之后,仍然有足够多的正常物质留下来形成恒星、星系和我们人类。

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图为:用电磁陷阱储存反粒子图为:利用电磁陷阱储存反粒子。

反物质是如何储存的?

粒子和它们的反粒子之间的任何接触都会导致它们立即湮灭,它们的质量会转化为纯粹的能量。所以,为了存储反粒子,你必须把它们和所有粒子分开。

通过使用电磁陷阱将粒子限制在磁场中,使它们不会与其他粒子接触,可以存储带电的反物质粒子,如反质子。这些阱一般能容纳大约10 ^ 12个带相同电荷的反粒子。

然而,电荷相同的粒子会相互排斥,因此阱中存储的粒子越多,就需要越多的能量来驱动存储它们的磁场。目前还不可能储存大量的反质子。

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对于电中性的反粒子或反原子,情况就更困难了。不可能包含恒定电场或磁场的中性反物质,因为这些电场对粒子根本没有影响。

科学家们正在研究使用“磁瓶”(磁场对磁矩的作用不均匀)或“光阱”(使用激光)的想法,但这仍在开发中。

反物质的使用

最常听到的反物质的作用应该是未来的空间技术,可以用于更远的星际旅行,反物质武器的生产,以及它们的研究价值。

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图为:影视作品中的反物质容器图为:影视作品中的反物质容器。

如果你喜欢科幻和电影,你一定听说过。在《天使与魔鬼》中,0.25g的反物质炸弹足以把梵蒂冈从地球上抹去,而《星际迷航》中的飞船是以反物质为动力的。

反物质粒子与物质粒子相互作用时,会相互湮灭,产生能量。这使得工程师们推测,未来反物质驱动的航天器可能是探索宇宙的有效方式。

然而,美国宇航局警告说,这个想法有一个巨大的陷阱:制造一毫克反物质需要大约1000亿美元。虽然可以用于研究的反物质较少,但也只是应用所需的最低限度。

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要具备商业可行性,这个价格必须降低1万倍左右。此外,制造反物质所消耗的能量远远超过反物质与物质反应所产生的能量。

将原子弹核的结合能转化为自由能。成键能是原子质量的一部分(质量=能量),所以基本上总质量的一小部分转化为自由能。

在物质和反物质的碰撞中,所有的质量都转化为能量。通过e = MC 2,我们可以算出这种能量有多恐怖。

反物质炸弹的作用不等于毁灭人类,因为地球随时可能被小行星撞击,反物质武器或许可以解决这个问题。

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图为:星际迷航中的宇宙飞船图为:《星际迷航》中的飞船。

最后

因为物以稀为贵,目前自然界还没有发现反物质,只能在粒子加速器中创造。并且存储极其困难。

另外,它与物质结合所带来的纯能量,据说不到17克的反物质燃料就可以让飞船航行到最近的比邻星(4.22光年)。

虽然这种昂贵的物质目前还不能用(有研究价值),但很多人还是觉得它有前途!许多专家甚至认为反物质可以帮助我们发现和治疗癌症。

参考数据

反物质是如何被包含的。天使和魔鬼

百度一下。反物质

现场科学工作人员。什么是反物质.生命科学2014.6.20

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