反物質
受到通古斯大爆炸等三大“世紀之謎”的啟發,科學界在1986年開始提出三次大爆炸可能是反物質發揮作用的結論。1997年,科學家宣布發現了“銀心反物質噴泉”,使科學家們尋找反物質的熱情再次高漲起來。其實,反物質與普通物質并無兩樣,所不同的是,組成反物質的粒子與組成人們所熟知的一般物質電荷相反。早在1928年,著名的物理學家狄拉克通過數學計算,提出了一項大膽預測:在宇宙中,存在着一種新的粒子,這種粒子除帶正電荷之外,所有性質都與電子相同,即帶有正電荷而質量與壽命都與電子相等的粒子(反電子)。1932年,美國科學家安德森驗證了狄拉克的預測。他在分析研究宇宙射線中發現了這種粒子,它的質量和帶電量同電子一樣,隻是它帶的是正電,是電子的反粒子,被稱作正電子,而電子帶的是負電。
1955年,在美國貝克利的質子加速器中反質子和反中子相繼被找到。60年代,基本粒子中的反粒子差不多全被物理學家們找到。一個反物質的世界漸漸被科學家像考古般地"挖掘"了出來。1996年1月,歐洲粒子中心的科學家們利用粒子對撞機使高速的氙原子與反質子相撞,獲得了9個反氫原子,雖然這些反氫原子在億分之三秒後就分散成為反質子和反電子,但标志着人類已經能夠制造出反物質了。反物質的原子核是由反質子和反中子構成的"負核",外有正電子環繞。由反粒子構成的物質叫反物質。許多物理學家認為反粒子是由原來粒子的内部結構被“鏡面倒轉”以後得到的。
正如,當你照鏡子時,鏡中的那個你如果真的存在,并出現在你面前,那麼鏡中那個你就叫做“反你”。許多反物質的研究者還這樣推測:在開天辟地的那個時刻,物質和反物質就分離開,構成了兩個宇宙,一個稱做“宇宙”,另一個則是“反宇宙”,它們互相排斥并且以很大的速度互相遠離。反物質正是一般物質的對立面,而一般物質就是構成宇宙的主要部分。反物質一旦同我們世界的"正物質"接觸,便會在瞬間發生爆炸,物質和反物質變為光子或介子,釋放巨大能量,産生"湮滅"現象。
據目前人類所知,反物質可能是世界上最有威力的能量源和爆炸性物質。根據愛因斯坦相對論中著名的質能換算公式E=mc2,微量的反物質便能産生驚人的巨大能量。它能以輻射形式百分之百的效率釋放能量,而二核裂變的效率是百分之一點五。美國蘭德公司在一份反物質實驗報告中指出,當1克反物質與1克物質相互碰撞湮滅時,放出的能量是5×107千瓦/小時,約為6兆瓦年。但是,反物質極不穩定,它可以把接觸到的任何東西都化為灰燼,連空氣也不能例外。
目前,世界上任何大型的粒子加速器裡都可以制造出小量的反物質,但是大規模又便宜地無法生産出足夠多的反物質。2004年3月24日,在美國宇航局召開的“先進概念研讨會”上,美國人公布的數據顯示,生産一千億分之一克的反物質,需要耗資近60億美元。但是,據2008年10月18日美國《自然》雜志報道,美國軍方科學家發明了一種産生反物質的新方法,使得産生百萬分之一克反物質的成本從10億美元降低到了1億美元。除此之外,歐洲有關研究中心已經在開發一種新型的反物質減速器,這是一種先進的反物質生産設備,這種設備将有望大幅度提高反物質的生産能力。
難關
建立反物質武器的最大障礙在于産生與存儲反物質。一公克反物質與一公克對消滅的物質,可以産生180萬億焦耳的能量,相當于4.3萬噸的TNT炸藥(約投在廣島3倍的原子彈的能量)。但是以現有的技術,需要昂貴且龐大的粒子加速器,并投入相當于大城市的總用電量的能量,才能獲得極少數的反物質,且極難保存。即使使用現時最大粒子加速器的歐洲核子研究組織,也需要40億年時間才能生産出一公克反物質。
但三個方面的技術難點無法超越:
第一,能量守恒原理不能超越。因為要湮滅多少正物質,必須伴有多少等量的反物質,盡管反物質炸彈的能量釋放比原子彈更加威力無比,但也必須先有反物質炸彈的一定儲備,特别是反物質的儲備,才有反物質炸彈的威懾。因此,就當今科技能力而言,妄圖通過反物質炸彈來毀滅一國一族,那隻能是自欺欺人的把戲。
第二,反物質炸彈的儲備難以從技術上超越。大家知道,即使是核武器,隻要包容好、包裝好、安放好,就相安無事。可是,反物質卻不象普通物質這樣,而是需要強大的磁場能量來束縛。然而,強大并不可間斷的磁場能量,不僅需要更加先進可靠的設備,更需要強大的電能來維持。因此,所謂的反物質炸彈的應用,則不是那麼輕而易舉的事情。
第三,反物質炸彈萬無一失的安全性難以超越。因為技術風險巨大,一旦失控,那就不是“搬起石頭砸自己的腳”這麼簡單,而首先毀滅的不是别人,而恰恰是是操刀者自己。
核聚變的能量比核裂變大,正反物質湮滅釋放的能量比核聚變還大。反物質彈的威力可以小到1千克TNT當量,也可以大到1萬億噸TNT當量。反物質彈可以直接摧毀一顆大行星,是名副其實的星球炸彈。一顆反物質彈就可以确保摧毀地球,因此确保生存的難度将越來越大。



















