作者jfsu (水精靈)
標題Re: [問卦] 反物質火箭的理論基礎
時間Sat Jul 25 16:37:21 2015
※ 引述《YESGOTO (肉粽)》之銘言：
: 在粒子物理學裡，反物質（英語：antimatter）
: 是反粒子概念的延伸，反物質是由反粒子構成的，如同普通物質是由普通粒子所構成的。
: 例如一顆反質子和一顆反電子〈正電子〉能形成一個反氫原子
: 如同電子和質子形成一般物質的氫原子。
: 反物質無法在自然界找到，除非是在稍縱即逝的少量存在
: （例如因放射衰變或宇宙射線等現象）。
: 因為物質與反物質的湮滅時質量可完全轉換成能量，帶來最大的能源效率，且單位產量是
: 核能的千百倍或常規燃料的億兆倍，所以一直有人研究其作為新能源的可行性，主要用於
: 很難補給燃料的航天用，甚至作為反物質武器。
: 有沒有物理系的來解釋一下
舊文重po，關於
反物質(Anti-matter)...。
先假設大家國中理化都還記得，都還知道原子是由帶電的次原子粒子構成。
1930年，科學家發現，每一個粒子都有一個反粒子存在(如同雙胞胎一樣)；第一顆
被發現的反粒子是
反電子，它除了本身是帶正電荷，其餘的行為都跟電子(帶負電荷)
一模一樣。
1955年，加州大學柏克萊分校成功製造出
反質子，果不其然，它的行為跟質子也是
一模一樣，差別在於帶有負電荷。
所以科學家就在想，那是不是意味著反原子也可以做的出來？
說明:
原 子：電子繞著質子運行
反原子：正電子繞著反質子運行
理論上來說，既然可以有反原子，那麼反串、反原素、反人、反地球、
反清復明甚至是
反宇宙都是有可能存在的！
目前在實驗室經由粒子加速器可以製造出微量的
反氫(Anti-Hydrogen)
再來談談大家比較有興趣的反物質炸彈。
在電影
達文西密碼之前傳：
《天使與魔鬼》中，有個激進份子密謀用反物質炸彈將
梵諦岡炸個粉碎；他們知道物質與反物質接觸時會引發超級巨大的爆炸，威力不是boyo哥
的瓦斯或是上一篇提到的原子彈威力可以比擬。
(物質與反物質接觸會產生
102萬電子伏特的γ射線！)
可惜的是，
反物質炸彈是純屬虛構，雖然反物質是真正存在。
反物質的
年產量約，10^-9~ 10^-8克(十億分之一克～一億分之一克。)
如果要生產
一公克的反物質預計得花十萬兆美元，而且工廠要連續運作一億年！
比血汗工廠還要血汗啊！
更諷刺的是，若將世界上
所有的實驗室產出的反物質全部加起來，再用物質破壞，產生
的
能量只夠讓一顆燈泡亮個幾分鐘。
註:
七十年前，科學家作出的鈾反應堆產生的動力也是只能點亮一顆小燈泡，但在3年之後，
這玩意卻讓日本的長崎與廣島付出了慘重的代價
再來說到保存。
由於反物質一旦接觸物質會發生爆炸，所以它是不能放在一般容器，好比，你隨手拿個
馬克杯說要裝反物質，這無異是個自殺之舉！要怎麼保存呢？
方法之一就是將
反物質『離子化』，再置入磁瓶中保存！
有位科學家叫
史密斯(Gerald Smith)，他研發了一種叫
潘寧阱(Penning Trap)的東西，
重量約100公斤，其中大部份是液態氦與液態氮（低溫下，反質子的波長是內壁原子的
數倍，因此不會撞上內壁而自我毀滅），可以將
一兆個反質子儲存在磁場中，
但僅能存放五天。（補充一點，他是反物質引擎的提倡者之一。）
再給個簡單數據，在2008年，
反物質的成本目前是每公克一千八百兆台幣，
約
72兆份「營養午餐」，可以
演出7,800,000場「夢想家」，90,000筆在多隆大人口中
有記錄的國民黨黨產。
最後，若以反物質作為燃料去推動太陽帆，離地球最近的半人馬座α星(4光年)大概
要17克！
既然實驗室不好做，那麼我們
是否可以去宇宙中找反物質呢？
對於這個問題，如果科學家們去
台灣的街上隨便捉個年輕人問，他會得到這個答案：
「
是有多難找？我敢說那絕對比解決22K問題還簡單！」
以上。
參考書籍:
1.電影中的不可能物理學
2.wikipedia
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