反物质火箭的理论速度|半分钟认识反物质火箭由于科学家们预测在不久的将「问人人知识网」

由于科学家们预测在不久的将来，将获得可供工程学利用的反物质的量可达到1毫克水平，过去在科幻小说中描述的那种能量高达核裂变反应1000倍的火箭——反物质推进火箭突然披上了现实的色彩。一些国家的科研机构已开始研制反物质火箭。
什么是反物质火箭构成世界的物质可以细分到原子。原子是由较重的原子核和电子构成的。以质子和中子组成的原子核位于原子的中心，电子像云一样包围着原子。这些都称为基本粒子，物质世界是由它们组成的。

文章图片

物理学上有对称的概念。例如，质子和电子就分别带着同样大小的正电荷和负电荷，这是非常对称的。但是，令科学家困惑不解的问题是：质子的质量却是电子质量的1800倍，这是不对称的。同时，科学家们在研究原子结构时，又遇到了“负能态空穴”难题，即根据原子理论计算，出现了能量为负数的结果。这个“负能态空穴”又是如何产生的?
直到1933年美国物理学家安德逊发现了反电子，这个问题才得到初步解决。人们逐渐认识到，在那些基本粒子中，还存在一种完全对称的“反”基本粒子!带正电荷的电子对称存在质量相等的带负电荷的反电子；带正电荷的质子对称存在质量相等的带负电荷的反质子；中子对称存在反中子。
但是，这些反粒子只能存在于宇宙射线中，不能在自然界中存在。科学家们通过加速器高能实验的方法，可以人工生成极少量且只能在极短的时间存在的反粒子。

文章图片

反粒子或反粒子组成的反物质不能存在于我们周围是有道理的。因为通常粒子和反粒子(或通常的物质和反物质)一旦接触，两者就会瞬间消灭，全部质量转化为光之类的能量，这种反应称为双消灭反应。据科学家们推测，宇宙大爆炸时，每生成300亿颗反粒子，就会同时产生300亿零1颗正粒子。在大爆炸发生后的百万分之一秒内，正反粒子因发生双消灭反应，相互湮灭了，而剩下的就是多出的那一丁点儿正物质。这小小的剩余(其实总正粒子数仍异常巨大)演变成现今我们熟知的宇宙。
【反物质火箭的理论速度|半分钟认识反物质火箭】 正反粒子双消灭反应的事实使得著名的爱因斯坦方程式E＝mc2(能量＝质量×光速度的平方)完全得到证实。这个反应放出的能量相当于核裂变反应的1000倍，如果把这种巨大的能量用于火箭推进，就可以成为反物质火箭。

文章图片