它是世界上最昂贵的物质，1克价值高达250亿美元，威力相当于一枚原子弹

Arcman

它是世界上最昂贵的物质，1克价值高达250亿美元，威力相当于一枚原子弹

2017-10-15
环球科学
ScientificAmerican

如果有人问你

世界上最昂贵的物质是什么

大多数人的第一反应恐怕会是黄金

                               
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尽管黄金的价格确实很高

但是例如铂金、钻石等物质

它们的价格都远高于黄金

一些特殊的放射性元素单质

每克的价格需要上千万美元

不过这些和我们今天的主角相比

依然是“小巫见大巫”

                               
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今天我们要聊的就是

反物质

                               
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在讨论它究竟值多少钱之前

我们先要搞清楚

什么是反物质？

简单来说

反物质就是正常物质的对立面

                               
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从微观角度来说

正反物质都由基本粒子构成

它们的内部结构相同

对应粒子的质量、寿命、自旋也相同

但是电荷等属性却大小相同、符号相反

                               
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例如正氢和反氢

正氢由一个质子和一个电子组成

反氢由一个反质子和一个正电子组成

质子带正电 反质子带负电

电子带负电 正电子带正电

当正反物质相遇时

它们就会发生湮灭

所有的能量都会以光子的形式释放

能量转化效率高达100%

如果真的有反物质武器

其杀伤力将会相当相当惊人

                               
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假设你将1克反物质“随手”丢到地上

其湮灭释放的能量

与当年广岛和长崎的原子弹相当

足以将整座城市夷为平地

                               
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如果有一种“反物质子弹”

将极少量的反物质

附着在普通子弹的弹头上

一旦被这种子弹击中

会对目标造成毁灭性的打击

                               
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然而反物质的作用不局限于军事

一些医学研究已经证明

反物质有治疗某些癌症的潜力

                               
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未来人类要进行星际旅行时

反物质也是一种极好的燃料

飞船航行的速度有望达到光速的数量级

                               
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既然反物质这么厉害

为什么我们不制造那么多反物质呢？

主要原因在于宇宙中反物质非常稀少

人工制备的技术难度和成本都太高

                               
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目前几乎整个可观测宇宙

都是由正物质构成的

即便可能存在由反物质构成的星系

我们也没法把它们运输回地球

                               
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在我们地球的大气层

当高能宇宙射线穿过时会生成反物质

不过产量太过于稀少

而且几乎瞬间就和正物质湮灭

                               
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目前唯一可行的获取反物质的办法

就是利用加速器和对撞机进行人工制备

                               
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位于欧洲核子中心的大型强子对撞机

是世界上最昂贵最复杂的科学装置之一

当它满负荷运转时

每分钟可以产生近一千万个反质子

                               
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一千万？听上去很多是吗？

回想一下高中学过的阿伏伽德罗常数吧

你会发现这个产量实在是太小太小

如果真的按照这个速率

生产1克反物质需要一千亿年

                               
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如何存储反物质

也是一个令人头疼的问题

毕竟一旦遇到正物质

反物质就会瞬间湮灭

所以需要将它们与正物质完全隔绝

                               
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目前欧洲核子中心的科学家们

保持的最长记录

是阻止反氢原子湮灭超过1000秒

                               
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回到我们最开始的问题

1克反物质的价值究竟有多少

1999年一篇NASA论文认为

1克反物质价值62.5万亿美元

                               
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2006年另一篇NASA论文预测

制备1克反物质需要250亿美元

这恐怕真的是目前世界上最昂贵的物质了

                               
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相比于所耗费的金钱

一旦核武器量级的反物质被制造出来

一个新的潘多拉魔盒

可能将再次被人类打开

所以

惟愿世界和平

素材来源：https://youtu.be/KGQTkWJ5mU4

本文转载自公众号“中科院物理所”（ID：cas-iop）

编辑：Alex Yuan