反物質(zhì)到底存不存在，有多貴，會被壞人利用毀滅人類嗎？

過去多次說過反物質(zhì)的問題，還是有許多朋友質(zhì)疑，主要?dú)w結(jié)有如下幾點(diǎn)：1、反物質(zhì)真的存在嗎？2、反物質(zhì)的能量到底有多大？3、反物質(zhì)貴嗎，值多少錢？4、恐怖分子會利用反物質(zhì)危害社會和人類嗎？

今天時空通訊就和網(wǎng)友們一道，再討論討論，弄明白這個問題。

首先說說反物質(zhì)是什么，它是否真的存在？

簡單地說，我們常見的物質(zhì)都是正物質(zhì)，這些物質(zhì)都是由原子組成的。原子由原子核和核外電子組成，原子核則由質(zhì)子和中子組成。原子核中的每個質(zhì)子帶1個單位的正電荷，中子不帶電荷；核外電子與原子核中的質(zhì)子數(shù)量對應(yīng)，也就是有一個質(zhì)子就有一個核外電子，而且每個電子帶1個單位的負(fù)電荷。

這樣，原子核的正電荷與電子的負(fù)電荷就相互抵消了，原子就以電中性的方式存在。如果原子或原子基團(tuán)失去或獲得一個或幾個電子，就形成帶電荷的粒子，叫離子。失去了核外電子的離子帶正電，因此叫正離子；獲得了核外電子的離子帶負(fù)電，因此叫負(fù)離子。

反物質(zhì)也是由原子組成，但原子核和核外電子的電荷與正物質(zhì)正好相反，也就是原子核帶負(fù)電，核外電子帶正電。在亞原子粒子中，反質(zhì)子帶負(fù)電，反電子帶正電，就是正電子。

反物質(zhì)和正物質(zhì)各自單獨(dú)存在，如果不碰到一起，什么事都沒有，但要碰到一起，就水火不容暴跳如雷，一道閃光過后就沒了，這種現(xiàn)象叫湮滅，在湮滅的同時爆發(fā)出巨大能量。

諾貝爾物理獎得主、英國物理學(xué)家保羅·狄拉克早在1928年就預(yù)言，每一種粒子都應(yīng)該有一個與之相對的反粒子，如反電子，它們質(zhì)量一樣，但電性相反，自旋量子數(shù)也相反。因此，狄拉克被認(rèn)為是最早提出反物質(zhì)概念的科學(xué)家。

后來的科學(xué)發(fā)現(xiàn)證實(shí)了狄拉克的預(yù)言，而且宇宙中廣泛存在著反物質(zhì)，在某些特殊區(qū)域還大量聚集。在我們周圍的自然界，也廣泛存在反物質(zhì)。如人體中存在的鉀-40，這種不穩(wěn)定的同位素會釋放出正電子；香蕉也存在少量的鉀-40，一根香蕉約每75分鐘釋放一個正電子，一天能夠釋放19個正電子。

這些正電子一出生，就與我們世界存在的無數(shù)正物質(zhì)中的負(fù)電子湮滅了，因此這點(diǎn)“反物質(zhì)”掀不起任何浪花。要知道1立方厘米空氣就有2.6875×10^19個分子（約27億億個），空氣中主要?dú)怏w分子是氧和氮，每個氧分子有16個負(fù)電子，每個氮分子有14個負(fù)電子。

1995年，歐洲核子研究中心在實(shí)驗(yàn)室里制造出了世界上第一批反氫原子；這之后，世界上許多實(shí)驗(yàn)室都制造出了各種反粒子，如負(fù)質(zhì)子和正電子等；2011年，中美科學(xué)家合作制造出了迄今最重的反物質(zhì)~反氦4原子。

由此可見，反物質(zhì)存不存在的問題已經(jīng)不是問題了，它確確實(shí)實(shí)地存在于我們的世界，并且能夠人造出來。但迄今為止，人類發(fā)現(xiàn)和制造的反物質(zhì)都還停留在原子或亞原子粒子層面，真正能夠讓人眼看到的整塊反物質(zhì)還沒有被發(fā)現(xiàn)。

再來說說反物質(zhì)能量有多大？

反物質(zhì)是迄今為止，理論上能爆發(fā)出最大能量的物質(zhì)，只能轉(zhuǎn)換嚴(yán)格遵循愛因斯坦質(zhì)能方程：E=MC^2。這里的E就是能量，單位為J（焦耳）；M為物質(zhì)質(zhì)量，單位為kg（千克）；C為真空光速，單位為m（米）。

愛因斯坦質(zhì)能方程是人類20世紀(jì)最偉大的發(fā)現(xiàn)之一，別看這個公式非常簡單，卻詮釋出了一個深刻的道理：質(zhì)量和能量是能夠相互轉(zhuǎn)化，并且等價的，它們之間有確定的當(dāng)量關(guān)系。

但要將質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量卻絕非易事，人類現(xiàn)在掌握的最大質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)是核裂變和核聚變，核裂變的質(zhì)能轉(zhuǎn)化率約為0.13%，核聚變質(zhì)能轉(zhuǎn)化率約為0.7%。這種看起來少得可憐的轉(zhuǎn)化率，卻爆發(fā)出驚人的能量，如原子彈爆炸和氫彈爆炸，完美地驗(yàn)證了質(zhì)能方程無比正確。

而反物質(zhì)遇到正物質(zhì)的湮滅是瞬間發(fā)生，是將全部物質(zhì)質(zhì)量100%轉(zhuǎn)化為能量，一點(diǎn)都不會浪費(fèi)和剩下，因此被稱為是質(zhì)能完美的轉(zhuǎn)換。而且，1克反物質(zhì)必須與1克正物質(zhì)實(shí)現(xiàn)完全的湮滅，這樣實(shí)際上1份反物質(zhì)湮滅的結(jié)果能得到雙倍質(zhì)量的能量。

根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程計算，1kg反物質(zhì)與1kg正物質(zhì)碰到一起，就能夠產(chǎn)生1.8*10^17J的能量，這個能量有多大呢？相當(dāng)于500億度電，或約4302萬噸炸藥爆炸能量。這是3300多顆廣島原子彈同時爆炸的威力。

由此，我們得到：1克反物質(zhì)與1克正物質(zhì)湮滅的能量就約為5000萬度電，或3.3顆廣島原子彈的爆炸威力，不可小覷。

人造反物質(zhì)的價格有多貴？

可以說，世界上沒有任何物質(zhì)能貴于反物質(zhì)。因?yàn)槠駷橹梗澜缈茖W(xué)家?guī)资曛圃斓姆次镔|(zhì)全部加起來，還是原子級別，在電子顯微鏡下面才勉強(qiáng)能夠看到模糊的影子，人眼還無法看到。

舉個栗子：費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室采用萬億電子伏特的加速器，動用了大量科技資源和能量奮斗了26年，制造出的反質(zhì)子加起來只有15納克，即1億分之1.5克。而全世界所有實(shí)驗(yàn)室制造的各種反氫原子或反質(zhì)子、反電子等反物質(zhì)加起來，也沒有超過20納克。

制造反物質(zhì)的費(fèi)用是無法計算的，因?yàn)榇罅康目茖W(xué)家數(shù)十年如一日地在那里燒錢，才燒出了這么點(diǎn)反粒子?；ㄙM(fèi)的研究經(jīng)費(fèi)還有價可估，但科學(xué)家們花費(fèi)的寶貴的精力就無價可估了。我們只計算一下制造反物質(zhì)的能量消耗，就可見其昂貴之一斑。

有專家測算，根據(jù)目前制造反物質(zhì)所消耗的電能，制造1克反物質(zhì)需要用電2.5*10^16千瓦時（度），如果每度電按1元人民幣計算，電費(fèi)就需要2.5億億元，折合成美元約為3600萬億元。而全世界2021年GDP總量才約94萬億，其中美國約23萬億，中國約18萬億。也就是說全世界不吃不喝勒緊腰帶全部去做反物質(zhì)，38年才能夠制造出1克。

因此，世界上沒有什么能比反物質(zhì)更貴。

反物質(zhì)會被恐怖分子利用毀滅人類嗎？

我認(rèn)為，至少在可預(yù)見的未來，任何人都沒有條件利用反物質(zhì)毀滅世界。理由就是前面說的，反物質(zhì)太難做了，也太貴了，世界上再大的富豪也難以得到1克的反物質(zhì)。而1克反物質(zhì)湮滅得到的能量也相當(dāng)幾顆廣島原子彈，這點(diǎn)能量會對某個區(qū)域造成巨大破壞，但要?dú)缯麄€人類就差遠(yuǎn)了。

現(xiàn)在全世界人造的反物質(zhì)加起來才有不到20納克，這些反物質(zhì)全部湮滅的能量有多大呢？根據(jù)質(zhì)能方程計算，這些反物質(zhì)與同等量的正物質(zhì)湮滅，產(chǎn)生的能量只有3600000J，正好1度電，大概只能燒開一小杯開水。

而且，反物質(zhì)除了制造十分困難，且保存也非常困難。因?yàn)槲覀兊氖澜绲教幎际钦镔|(zhì)，反物質(zhì)一旦與世界任何物質(zhì)接觸，包括空氣，就會湮滅了?？茖W(xué)家們?yōu)榱俗尯貌蝗菀椎玫降囊稽c(diǎn)點(diǎn)反物質(zhì)粒子能夠保存得久一些，挖空心思了很多辦法。

其中最主要的辦法就是利用反物質(zhì)有電場或磁性的性質(zhì)，制造一個磁阱，或叫磁瓶，將這些反物質(zhì)禁錮在各種各樣的磁場陷阱中，磁阱中高度真空，且異常寒冷。這種冷不是我們常見的那種冷，而是冷到零下272.65攝氏度，極為接近絕對零度。

反粒子被禁錮在這種上不著天下不著地，量氣體分子都極難遇到的“牢獄”中，寒冷讓其振動頻率活躍度降低，處于低能級，就只有老老實(shí)實(shí)地呆著，保存得相對久一些。

這樣極其難得，極其昂貴且極難伺候的反物質(zhì)，恐怖分子能弄到，或制造和保存嗎？因此，恐怖分子也好，一些好戰(zhàn)的國家也好，在一個相當(dāng)長可預(yù)見時期，想要利用反物質(zhì)要挾危害社會和人類，只能是癡人說夢，毫無實(shí)現(xiàn)的可能。

當(dāng)然，現(xiàn)在反物質(zhì)無法推上實(shí)用，不代表未來一直這樣。如今的科技文明發(fā)展一日千里，而反物質(zhì)是最理想最完美的清潔能源，肯定是人類夢寐以求的目標(biāo)。據(jù)一些研究和預(yù)測，未來采用蟲洞或時空折疊技術(shù)實(shí)現(xiàn)超光速星際穿越，就必須要采用反物質(zhì)和反能量。

這些目標(biāo)很可能會在我們的子孫后代手里實(shí)現(xiàn)。對此，各位有什么看法，歡迎討論點(diǎn)評。

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