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宇宙里的“反物质炸弹”:比核聚变猛百倍!但为啥我们不用它? 我们都知道核聚变很厉害,太阳发光发热靠的就是它!简单说,就是把小原子核(比如氢)凑到一起变成大原子核(比如氦),过程中会“瘦身”一点点。别小看这点“瘦身”,爱因斯坦告诉我们,质量可以变成巨大能量(公式就是著名的 E=mc²,c是光速,超级快!)。但你知道吗?这点“瘦身”其实很少很少,大概只损失了原来总质量的 0.7%。 那么,有没有更牛的能源?当然有!而且厉害得离谱! 科学家们发现了一种宇宙中的“神秘物质”——反物质。它有多猛?如果一块普通物质(比如一个电子、一个质子)遇到了它的“反物质”版本(正电子、反质子),它们会瞬间“同归于尽”,整个身体完全消失,100%变成纯能量! 这效率,是氢核聚变的 140多倍!跟它一比,核聚变那点效率,确实像个“渣渣”了。因为这已经是理论上能量转换的极限了,所以反物质被称为“宇宙终极能源”。 这么神奇的东西,是怎么被发现的? 其实,反物质最初只是科学家“纸上谈兵”算出来的。 * 1928年:天才的预言 英国物理学家保罗·狄拉克捣鼓出了一个超级复杂的方程(狄拉克方程),想把描述微观世界的量子力学和描述高速世界的相对论结合起来。算着算着,方程蹦出来一个“怪胎解”:它预言世界上应该存在一种粒子,质量和电子一模一样,但带的电荷却和电子相反(电子带负电,它就带正电)。狄拉克自己也懵了,一开始还以为是质子,但质子质量比电子大太多了,对不上号。 * 大胆猜想: 狄拉克一咬牙,提出了一个当时听起来像科幻小说的想法:宇宙里存在一种“反电子”(也叫正电子),它是电子的“死对头”。它们俩一见面,就会“灰飞烟灭”,变成纯能量! * 1932年:预言成真! 仅仅4年后,美国物理学家卡尔·安德森在研究来自太空的“宇宙射线”时,用了一个叫“云室”的装置(里面充满了雾气和强磁场)。他拍下了一条神奇的粒子轨迹:这东西质量跟电子差不多,但受磁场影响拐弯的方向却跟电子相反!这证明它带的是正电荷!安德森立刻意识到,这就是狄拉克预言的那个“反电子”——正电子!他因此获得了诺贝尔奖。 * 小插曲: 其实早在1930年,中国物理学家赵忠尧就在做实验时发现了一些奇怪现象,后来证明这正是正电子和电子湮灭时产生的,可惜当时大家没意识到这是反物质。 狄拉克的方程虽然预言对了,但后来科学家们发现它还不够完美。
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