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克与毫克的换算(请问一克等于多少毫克)

阿立指南 实时热点 2023-05-11 12:05:33 211

有人问:像太阳那么大的正负物质如果相遇,是瞬间消失,还是有一个过程?

太阳无论大小,正负物质相遇都会湮灭,瞬间释放出巨大的能量,然后消失。

克与毫克的换算(请问一克等于多少毫克)插图

因此这个过程就是大爆炸,是惊天动地的消失,不是悄悄的消失。

反物质和正物质的相遇,是物质的质量和能量的完美转化,是质量中所包含的能量的彻底释放。根据爱因斯坦的质能方程理论,这个方程的表达式是:E = MC ^ 2。

这里,E代表能量,单位为J(焦耳);m代表质量,单位为kg(千克);C是光速,C=299792458m/s(米/秒)。

根据这个公式,我们可以计算1kg反物质和1kg正物质湮灭的能量如下:

e=2x(299792458)^2=3378920867747363528j≈3.38x10^18j

它是338亿焦耳,相当于9386亿千瓦时,或8亿吨TNT炸药爆炸当量。广岛的爆炸当量约为13000吨,也就是说1kg反物质遇上1kg正物质,湮灭过程会发出62000多颗广岛原子弹的威力。

能量不可能在任何地方瞬间消失。爆炸、光波、引力波、冲击波都有一个过程,不可能瞬间消失。

太阳有多大?质量是1.9891x10^30kg,大约2000亿吨。如果和太阳一样大的反物质和太阳一起湮灭,恐怕就不是炸毁一个太阳系那么简单了。请你自己计算一下确切的数额。但是它的光辐射,引力波,冲击波肯定有一个漫长的过程,所以湮灭的瞬间消失肯定是一个过程,而不是瞬间无声的消失。

克与毫克的换算(请问一克等于多少毫克)插图(1)

什么是反物质?它在我们世界存在吗?

反物质是正常物质的镜像。就像你在照镜子,镜子里的你是“反你”的。你看到的“反你”是不是一模一样,除了左眼变成右眼,左耳变成右耳。不过不用担心,镜子里的“反你”不会出来和你一起死。这种情况只有在魔幻电影里才能看到。

在我们的正物质世界中,原子保持中性,因为原子核中质子的正电荷与电子的负电荷相等。理论上,反物质世界中原子的电荷是中性的,但不同的是,它的质子带负电,而核外电子带正电。

反物质最早是由英国物理学家保罗·狄拉克提出的,他在1928年预言每个粒子都有相应的反粒子。爱因斯坦还预言了反物质的存在。他认为“对于一种质量为M,电荷为E的物质,必然存在一种质量为M,电荷为-e的物质”。

他们的预测得到了欧洲航天局的证实。通过伽马射线天文台对宇宙某个区域的观测和分析,他们在这个区域发现了大量的反物质,证实了宇宙中存在反物质。

1995年,CERN在实验室制造了第一个反物质和反氢原子,1996年,美国费米国家加速器实验室成功制造了7个反氢原子。到目前为止,已经证明反物质不仅存在于宇宙中,也存在于我们周围。

克与毫克的换算(请问一克等于多少毫克)插图(2)

但反物质在我们周围极其稀少。

这有多罕见?我们举个例子:几十年来,科学家一直在捕捉反物质,世界各地都在使用各种大型加速器,捕捉到了一些反质子、反电子、反氢原子等。,加起来只有17纳克。1纳克是多少?那是十亿分之一克。如果这些反物质一起湮灭,只烧开一杯开水是不够的。

据计算,世界上最大的欧洲大型强子对撞机需要不间断运行1000年才能敲出1微克反物质。一微克多少钱?一克等于1000毫克,一毫克等于1000微克,也就是一克的百万分之一。

为了获得足够的反物质,我们必须开发几个星球,并在整个星球周围建造超巨星粒子加速器。谁有这个能力?所以一些关于有人制造反物质来毁灭世界的想法完全没有必要。

克与毫克的换算(请问一克等于多少毫克)插图(3)

反物质虽然极其稀少,但并不是很难得。

我们人体也会释放反物质,一根香蕉每75分钟也会释放一个正电子。这是因为人体和香蕉都含有钾-40,钾-40衰变时会释放出正电子。但是,也不用担心它会和你一起湮灭,因为这种反物质是以个体电子的形式出现的,一旦出现,就会和全世界的正物质一起湮灭,无法聚集。

针尖可以发射数亿个电子。世界上所有人一年释放的反物质,可能还不如空气体中漂浮的一粒尘埃质量大,而这种粒子级的湮灭能量,根本是人无法察觉的。

所以反物质在我们这个世界并不少见,只是极其微小。幸运的是,我们的世界今天能够存在的也只是这极少量。

克与毫克的换算(请问一克等于多少毫克)插图(4)

制造反物质难,保存反物质更难。

科学家制造反物质主要是利用大型对撞机,通过高能对撞使粒子产生反粒子。关键是制造和储存反物质的成本非常高。加速器产生高能粒子撞击固定靶产生反物质,减速合成后需要极高的能量,所需能量与反物质的湮灭能量完全不成比例。

据计算,生产1克反物质大约需要25x10^15千瓦的能量,即2.5亿千瓦时。如果1度电按照0.2元计算,生产1克反物质所需的能源成本需要700多万亿美元。这是世界上所有国家奋斗10年左右的经济总量。所以,就生产成本而言,反物质确实是世界上最贵的物质。在反物质面前,黄金连狗屎都不如。

更困难的是保存反物质。如果我们知道世界上充满了正物质,那么一粒尘埃就可以湮灭科学家制造了100年的反物质。加速器中产生的反物质,如果接触到加速器的任何一部分,都会立刻湮灭,连一丝波纹都没有。

如何保存这些反物质?科学家设计了磁阱,利用磁力束缚反粒子,防止它们接触任何东西。同时要通过冷却把粒子的动能降到最低。这个温度接近绝对零度,即低于0.5K(低于-272.65℃)。

这样,被“冻结”的反氢原子、反质子和反电子可以在磁阱中停留一段时间。科学家只能从一开始就把反粒子“禁锢”在毫秒内。现在,捕捉最长的被限制的反粒子可能需要一周的时间。

克与毫克的换算(请问一克等于多少毫克)插图(5)

反物质研究任重道远。

根据现代物理学,大爆炸开始时,正物质和反物质几乎一样多,所以大部分正负湮灭。但最后正负物质之间出现了一点不平衡,这就是所谓的“对称破缺”。正是这种断裂让一些积极的物质得以生存,并产生了我们的世界。

也有科学家认为宇宙中可能存在反物质世界。如果正物质世界和反物质世界发生碰撞,就会湮灭。

然而,这些仍是猜想,科学界仍在探索反物质的奥秘。

就是这样。欢迎讨论,感谢阅读。

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