第561章 反物質之威！恐怖的湮滅！無盡震撼
第561章 反物質之威！恐怖的湮滅！無盡震撼！宇宙中真的存在反世界嗎？
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反物質是什麼？
當它和現實中的物質相遇後會怎麼樣？
這恐怕是所有人在聽到反物質後的第一個疑問了。
此刻，當李奇維提出驚世駭俗的反物質理論後，終於有人忍不住提問了。
整個會場內瞬間安靜下來，所有人都在等待布魯斯教授的解釋。
不管結果怎麼樣，今天的演講，必將轟動整個物理學界！
這時，李奇維開口了。
「這個問題很複雜卻又很簡單。」
「複雜是因為我們連反物質的性質都還不清楚，怎麼研究它和正物質的關係呢。」
「簡單是因為只要能找到反物質，把它和正物質放一起，做個實驗就知道了。」
眾人皆是一笑。
「不過，既然我從理論上預言了反物質的存在，那麼也可以嘗試從理論上預言它的特性。」
「為了方便，就以電子和反電子為例吧。」
「各位，請再次看這個新的波動方程。」
「目前已知，電子和反電子的質量、自旋相同，但是它們的電荷和磁矩相反。」
「我們不妨來做個思想實驗。」
「假設現在有一個正電子和一個反電子，以相同速度相向運動，然後撞擊在一起。」
「首先，根據電荷守恆定律，撞擊後形成的系統一定是電中性的。」
「因此，正反電子不可能形成兩個正電子，或者兩個反電子。」
「其次，根據質量守恆定律，撞擊後形成的系統一定是2倍電子質量。」
「所以，它不可能是質子、中子這樣的粒子，因為它們的質量是電子的上千倍。」
「最後，碰撞還需要滿足能量守恆定律。」
「這樣一來，我大概可以給出幾個猜想。」
「第一種，正反電子相撞後，什麼也沒發生，相當於彈性碰撞。」
「雖然它們各自的電荷依然存在，但組成的系統卻是電中性的。」
「第二種，正反電子相撞後，形成一個2倍電子質量的新粒子，並且它還是電中性的。」
眾人聞言，皆點點頭。
這兩個猜想還是很有道理的。
邏輯嚴密、合理猜測。
在眾人心中，三大守恆定律的優先級肯定是高於反物質的。
這三個定律堪稱是物理學基礎的基礎，絕對不容置疑。
不管反物質多麼神秘莫測，它也要遵循守恆定律。
「反宇宙不是物理學的法外之地！」
所以，基於它們的推論，也是符合邏輯的。
然而，就在眾人討論時，李奇維忽然又說道：
「不過，我個人不是很喜歡上面兩個猜想。」
「我還有另外一個看起來有點匪夷所思的猜想。」
嘩！
眾人皆是一驚！
能夠讓布魯斯教授都覺得匪夷所思的東西，那一定驚世駭俗！
但是，除了這兩種碰撞結果，還會有其它的結局嗎？
普朗克、愛因斯坦、薛丁格、海森堡等人都在凝神思考。
接著，李奇維繼續說道：
「第一種猜想里，正電荷和負電荷相遇，卻什麼都沒發生，我認為有點不合常理。」
「第二種猜想里，電荷中和是我偏向的觀點，但是我不喜歡再添加莫名的新粒子。」
「所以，我提出的第三種猜想，是把猜想一和猜想二結合在一起。」
「我認為，正反電子相遇後，會變成電中性的兩個光子！」
轟！
全場震撼！
所有人都瞪大了雙眼，覺得不可思議！
電子怎麼會和光子扯到一起了？
這兩種粒子的差別也太大了。
「這怎麼可能呢？」
「我感覺布魯斯教授的第三種猜想有點離譜。」
「這確實太匪夷所思了！」
「」
眾人議論紛紛。
而普朗克等大佬們卻眉頭緊皺，在思考其中的可行性。
很快，就有人忍不住問道：
「布魯斯教授，如果正反電子相遇變成兩個光子，那豈不是違反了質量守恆定律？」
「電子是有質量的，而光子的質量為零。」
嘩！
眾人紛紛點頭贊同。
李奇維微微一笑，說道：
「不！第三種猜想並不違反質量守恆定律。」
「根據狹義相對論中的質能方程可知，正反電子相遇後，它們可以把自身的質量全部轉換成能量。」
「而這些能量就以光子的形式釋放出去。」
「如此一來，就符合質量守恆定律了。」
「這個過程看起來就好像正反電子相遇後，化作一團光，然後電子消失在空間之中，什麼也沒留下。」
「所以，我把這個過程稱為【湮滅】。」
嘶！
靜！
死一般的寂靜！
所有人聽完湮滅概念後震撼不已！
這太可怕了！
也太匪夷所思了！
正反兩個電子相遇，竟然會變成光？
其實，物質變成光並不特殊。
根據質能方程，質量和能量本來就是一體兩面。
消失的質量會變成能量，而這些能量通常情況下都以光子的形式存在。
比如恆星內部的核聚變過程就是如此。
但是湮滅過程顯然更加震撼人心。
李承道再次被二弟的預言所震驚。
他竟然和父親的想法是一樣的！
「太不可思議了！」
李承德微微一笑，深藏功與名。
這時，李奇維又補充道：
「我認為湮滅的發生甚至不需要條件。」
「只要正反電子相遇，就會立刻湮滅，產生光子。」
「這與核聚變中的質能轉換條件有顯著的區別。」
很多營銷號會誇大其詞：
「震驚！反物質湮滅比原子彈氫彈威力更大！」
「1克反物質就能摧毀世界！」
這些說法都是錯誤的！
不管是反物質湮滅，還是核聚變和核裂變，它們釋放能量的原理都是質能方程。
前者比後者優勢的地方在於：質能轉換效率不一樣！
反物質湮滅的效率可以達到100%。
也就是說，不管有多少反物質，都能夠完全轉換成能量。
但核裂變的原子彈不同。
因為臨界質量的存在，如果想要1g的物質發生核裂變，可能需要2000g的物質為基礎。
剩下的1999g物質全部都浪費了。
而核聚變是目前人類掌握的最高效率的質能轉換方式，其質能轉換比約為7%。
即每1kg的物質發生聚變，最多只能釋放出7g的能量。
雖然效率低，但可以依靠大力出奇蹟。
你有1g的反物質炸彈，我就用幾千克的物質造原子彈，最終釋放的能量都是一樣的。
因此，1g反物質摧毀世界也是無稽之談。
1g反物質發生湮滅，還需要另外1g的正物質，所以一共有2g物質轉換成能量。
根據質能方程計算，這些能量大致相當於3萬噸TNT。
美國投下的小男孩的當量是2萬噸TNT。
所以，1g反物質湮滅，產生的能量是2個小男孩多一點。
離摧毀世界差了十萬八千里。
不過，反物質湮滅的優勢，確實是顯而易見的。
你左手拿著一塊阿司匹林藥片大小的正物質，右手拿著同樣大小的一塊反物質。
然後隨手一拋。
轟！
輕易毀滅一座城市。
這就是反物質之威！
不需要什麼導線，什麼計算臨界質量，什麼提純元素。
僅僅是相遇，便可湮滅，爆發出毀天滅地的能量。
但問題也隨之而來。
反物質太不穩定了。
它在碰到正物質的瞬間就爆炸，你還怎麼用手拿呢？
在後世，製造和保存反物質都是非常艱難的事情。
首先是製造方面。
根據測算，如果使用歐洲最大型的粒子對撞機，持續不斷運行一百年，大概可以造出1μg（千萬分之一克）的反物質。
這點反物質湮滅所釋放出的能量，大概就和一發炮彈差不多。
但是製造它的成本，哪怕只按照對撞機用的電費計算，也需要超過1萬億美元！
這是何等可怕而高昂的代價！
就算把整個地球賣給外星人，都湊不齊製造10g反物質的錢。
而且，就算造出來，保存也是個大麻煩。
目前科學家每年大概可以製造出零點幾納克的反物質。
這些反物質被約束在磁場形成的磁力陷阱中，不能接觸任何物質。
這簡直比人工可控核聚變的條件還要苛刻無數倍。
後者或許哪一天材料學突破了，能造出耐超高溫的材料，就能製造存放等離子體的容器。
但反物質，只要是正物質原子組成的容器，全都不能用。
所以，所謂的反物質飛船引擎，僅僅只是一種暢想，它不可能被組裝在我們正世界的飛船里。
不僅如此，保存反物質的溫度幾乎接近絕對零度，就是為了讓反粒子的動能小一點，維持它存在的時間。
一般情況下，科學家製造的反物質，都是亞原子級或者幾個反原子。
它們的保存時間大概在毫秒級。
目前保存約束時間最長的反氫原子，存在了大約20秒。
如果人類哪天在宇宙中真的遇到一顆反物質星球，想帶走都是個問題。
所以，根據以上的情況，製造反物質炸彈暫時就不要想了。
那是不可能的！
後世有部電影，講述了恐怖份子從研究所偷盜了1g反物質，想要製成炸彈炸毀某個城市。
這劇情就有點扯了。
且不談製造出1g反物質需要多少錢，如何保存炸彈。
就算製成炸彈，威力也只有小男孩的五分之一。
毀滅城市恐怕還差了點。
此刻，在場的諸多物理大佬們顯然對製造反物質炸彈一點不感興趣。
他們只想研究這其中的機理。
這時，又有人問道：
「布魯斯教授，正反電子湮滅，為什麼一定要生成2個光子呢？」
「不能只生成1個光子嗎？」
眾人「咦」了一聲。
這倒是個好問題。
李奇維聞言，思考了一會兒，說道：
「根據動量守恆定律，如果只生成一個光子，那麼這個光子的動量將為零。」
「這顯然不符合動量守恆定律。」
「所以，必須是生成兩個光子來平衡動量。」
說著，李奇維用公式開始演算。
結合新的波動方程，質能方程，以及力學，就能算成碰撞前後的系統狀態。
公式結果證明，生成2個光子的可能性是最大的。
李奇維又補充道：
「當然，這一切還需要實驗的驗證！」
這時，愛因斯坦笑著問道：
「布魯斯，你認為我們的宇宙中真的存在反物質嗎？」
「如果有，為什麼我們從來沒有發現過它的蹤跡呢？」
眾人聞言眼神放光。
這個問題恐怕是所有人都最關心的問題了。
李奇維打趣道：
「愛因斯坦教授這是故意為難我啊。」
「我要是能現在找到反物質，我的理論就可以寫進教科書了。」
眾人會心一笑。
「也罷，我就放飛思想，說說我的看法。」
「我認為，這個問題需要拆開成兩個問題。」
「第一個是，宇宙中存不存在反電子、反質子這樣的【微觀反粒子】。」
「第二個是，宇宙中存不存在反星球甚至反星系這樣的【宏觀反物質】。」
「對於這兩種反物質存在，我的看法是不同的。」
「首先，我認為宇宙中不一定存在宏觀反物質。」
「根據質能方程和湮滅理論，正反物質只要相遇就會爆發，產生巨大的能量。」
「如果有一顆房屋大小的反物質隕石落入地球，那麼它所產生的能量，將足以摧毀地球上的任何東西。」
「甚至直接把地球炸成碎片。」
「但是目前為止，我們能好好坐在這裡討論反物質問題，就證明並沒有反物質隕石。」
「此外，月球暴露在宇宙真空中，每天都會遭受無數塵埃碎片的攻擊。」
「如果真的有宏觀反物質，那麼我們應該經常能看到月球上發生大爆炸。」
「很顯然，天文學家們並沒有發現和報導過這種現象。」
「這說明，至少在太陽系內，應該不存在宏觀反物質。」
「當然，有人會質疑：也許只是太陽系或者銀河系內沒有，宇宙深處會有反物質星球。」
「這就沒法討論了。」
嘩！
眾人聞言，熱烈地討論起來。
大家認為布魯斯教授的分析非常合理。
宏觀的正反物質湮滅，產生的能量實在太龐大了。
哪怕在月球上爆炸，地球上的人也能看到耀眼的光芒。
而且這種爆炸什麼高溫高壓條件也不需要，比恆星的核聚變簡單億萬倍。
如果真的有很多反物質，爆炸應該隨處可見。
所以，按照正常的平均原則，沒道理別的地方有反物質，就太陽系沒有。
咋滴，就你們地球人特殊啊。
在後世，天文學家們使用最先進的望遠鏡，也沒有發現過宏觀反物質蹤跡。
至少一千光年之內，科學家可以確定，不存在宏觀反物質。
當然，目前這些都不是定論。
也許在可觀測宇宙之外，就有另外一個反物質宇宙。
不過，那對於人類來說已經沒有意義了。
這時，李奇維繼續說道：
「而微觀反粒子的存在可能性就太高了。」
「一方面，單個粒子就算湮滅了，產生的能量也可以忽略不計。」
「以正反電子為例，它們湮滅後產生的能量大約為8×10^-14J。」
「這點能量對宏觀世界不產生任何影響，所以我們平時感受不到反粒子的存在。」
「此外，既然正反粒子湮滅能產生光子，那麼反過來，兩個光子在某種情況下，會不會變成正反電子對呢？」
「我認為，完全有這個可能！」
「我們日常生活中，能見到各種光子，所以光子變成正反電子對，肯定需要苛刻的條件。」
「而廣闊的宇宙中，任何極端的環境都有。」
「所以，我認為宇宙中存在微觀反粒子有極高的概率。」
「或許哪一天技術發達了，我們人類自己就能造出反粒子！」
嘩！
眾人震撼！
布魯斯教授的蠱惑和煽動能力實在太強了。
經過他的分析，在場所有人都覺得宇宙中絕對存在反粒子。
既然正反電子能變成光子，沒道理光子就變不成正反電子啊。
「宇宙太大了！」
「它就像一個超級實驗室，能提供任何環境和條件。」
「反物質再神奇，它也沒有宇宙本身神奇。」
「所以，宇宙中肯定存在反物質！」
這一刻，在場的諸多物理學家們充滿了信心！
就連愛因斯坦等人也被布魯斯教授的自信打動。
看著眾人興奮的表情，李奇維繼續說道：
「我知道，目前物理學界有不少人在研究宇宙射線。」
「比如盧瑟福教授小組、密立根教授小組等。」
「我相信，未來某一天，或許有人就能從宇宙射線中發現反粒子的存在！」
李奇維心中感嘆，提到反物質，就要提到華夏的物理學家趙忠堯。
真實歷史上，狄拉克在1928年提出反電子的概念後，舉世震動。
但是，當時所有人都不知道正反電子會湮滅，並產生光子。
1929年，趙忠堯在密立根課題組讀博士，他的研究課題是硬γ射線的散射。
所謂的硬γ射線，是指射線的能量非常高，所以表現出很強的粒子性，看起來很「硬」。
有一次，他做實驗時發現，硬γ射線在通過金屬鉛時，會產生一種特殊的輻射。
當時趙忠堯並不知道這個奇怪的輻射是什麼，但是他依然嚴謹地把數據和現象以論文形式發表。
此時，密立根手下還有另外一個博士，安德森。
他對趙忠堯的研究內容很感興趣，不過他也不知道特殊輻射的機理是什麼。
安德森自己的課題是研究宇宙射線。
他把射線引導入強磁場的雲室中，然後分析射線中有哪些粒子。
1932年，安德森發現威爾遜雲室中出現了一條和電子軌跡一樣的路徑，但是方向卻是截然相反的。
這說明這種粒子的質量和電子相等，但是電荷卻相反。
安德森一開始還納悶，後來，他猛然驚醒。
「這不就是反電子嗎？」
於是，作為第一個被發現的反物質，反電子正式面世！
其造成的轟動可想而知。
一時間，安德森名聲大噪！
彼時，理論物理學界已經證明，正反電子相遇應該會發生湮滅現象，並生成光子。
安德森突然想起來當年同組的趙忠堯所做的實驗。
他對那個神秘的輻射有了大膽的猜想。
僅僅第二年，他就重複出趙忠堯的實驗結果，證明了那個輻射其實就是正反電子對湮滅所產生的光。
原來硬γ射線轟擊鉛元素後，會產生一對正反電子，而這對正反電子又立刻湮滅，變成兩個新的光子。
所謂的輻射，就是湮滅後的光子。
物理學界徹底轟動了！
這說明趙忠堯發現反電子的時間，比安德森還要早！
但是這一切榮譽，沒有人聯想到那個華夏年輕人。
當時的華夏科學孱弱，在世界物理學界根本沒有任何話語權。
所以，安德森因為發現反電子，僅僅四年後，就獲得了物理諾獎。
而趙忠堯則是默默無名。
但是盧瑟福卻一直堅持趙忠堯在發現反電子上的成就。
他甚至公開在趙忠堯寫的那篇論文上加上一句評語：
「這一結果提供了正反電子對產生的又一證據。」
諾獎得主李政道曾說：
「趙老師本來應該是第一個獲得物理諾獎的華夏人。」
此刻，李奇維目光幽遠，看向東方。
「忠堯，你放心，這一次有校長在，誰都不能埋沒你的成果。」
華夏，國立東南大學。
今年剛畢業的趙忠堯，因為成績優秀，成為了國立東南大學的物理系助教。
忽然，他猛地打了一個噴嚏。
旁邊有同事問道：「趙老師，你怎麼了，生病了嗎？」
趙忠堯連忙擺手：「沒事，沒事。」
不過，他的心裡很納悶。
他非但沒有生病，反而剛剛好像有一股莫名的能量注入身體，他感覺自己充滿了幹勁！
「第二屆物理奧賽的海森堡、泡利、狄拉克、費米等人，現在都已經名震物理學界了。」
「我趙某人未必就弱了他們！」
趙忠堯從小道消息得知，明年李教授可能就回來了。
他正在積極準備，想去婆羅洲申請成為李教授的博士。
「那裡才是我的戰場！」
「我一定要努力！」
仿佛心有靈犀一般，李奇維微微一笑。
眾人震驚之後，這時，愛因斯坦忽然又問了一個問題。
「布魯斯，宇宙中為什麼沒有宏觀反物質呢？」
嘩！
眾人皆是一驚！
這是什麼問題？
（還有更新耶）
