反物质可以干什么?

Question

反物质可以干什么?

Answer 1

反物质是与正物质相对的一种物质存在形式.它的物理性质和化学性质与正物质相同,但其电荷数与正物质相反.能量转化成物质时经常是以正反粒子对的形式产生的,它们很有可能行走一段距离,在下一个瞬间相撞,完全湮灭,重新转化成能量.
反物质在现实生活中很少,它的主要存在形式是一些元素的放射性同位素所放出的正电子.自从1986年首次发现反物质后,各大实验室的反物质产量在不断提高.如今,世界上部分实验室的反物质年产量（主要是反质子）已达到克的量级.
反物质最直接的应用便是提供能源.如小说中常说的正反氢灭变推进器,便是一种混合正反氢,利用正反物质灭变产生纯能量以得到巨大的动力.另外,反物质是一种强大的杀人武器.因为构成我们的躯体物质主要是质子、中子和电子,所以,如果我们接触到反氢或者其他反元素,就会与其发生灭变,将物质化为纯能量.根据爱因斯坦的著名公式E=mc^2,只需一点反物质,便可得到反物质质量完全化为能量的双倍能量,它的威力可想而知,于此同时人将灰飞烟灭.
另外,量子力学给出了一个宇宙微观世界的模型：在普朗克尺度以下（一个极微小的尺度）,时空在剧烈的“颤动”.空间的每个瞬间都会产生大量正反粒子对,并在下一时刻相撞湮灭.这就意味着,如果我们能分离这些正反粒子对,我们将能凭空制造能量和物质.霍金对黑洞熵的解释,是正反粒子对中的一个掉进黑洞视界,以致另一个粒子被辐射出来.霍金对黑洞熵还有一些别的计算,它显示反粒子可以看作正粒子的时间逆流.也就是说,如果时间倒流,我们的世界就可以看成是反物质的.这似乎为我们回到过去提供了一条道路.
那么,是否可以有一个反物质宇宙呢?如今的理论回答不一.比较权威的有这样一种说法：我们的宇宙因为大量的反电子转化为夸克在宇宙形成时与反夸克相撞湮灭,以致我们的宇宙几乎不存在反物质.但是,完全由反物质所构成的一个镜像宇宙是可能的.
反物质的其他应用,我有一些猜测：如人工利用它能通过灭变得到大量纯能量来制造特定的物质或粒子（如制造一批电子）；未来开发微型虫洞的能源；高效的除污剂；精细雕刻工艺等.