当前位置 > 高中物理 > 综合与其它

威尔逊云室 世界上最贵的物质是什么呢?

更新时间:2024-04-26 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

世界上最昂贵的材料是什么? 金子? 当然不是。 黄金只是一种金属,每克售价几百元。 还有很多比它更贵的物质,比如锔、锫。 它们的价格可达每克100万元以上。 而一种合成元素锎,其价格甚至达到了惊人的每克2亿元人民币,但这些都不是世界上最昂贵的物质。Iov物理好资源网(原物理ok网)

那么世界上最昂贵的材料是什么? 准确地说,世界上最昂贵的物质不是物质,而是“反物质”。 在CERN工作的14年里,只生产了10 -10 平方克的反物质。 按照设备运行的消耗计算,如果生产一克反物质,成本将达到数万亿美元。 这个价值是任何物质都无法相比的,所以反物质无疑是世界上最昂贵的“物质”。 反物质客观存在吗? 当然,我们很容易将反物质与暗物质混淆,但两者并不是一回事。 反物质不仅仅是理论计算。 距离第一个反物质被发现已经有近90年的时间了,现在人类也已经具备了制造反物质的能力,虽然产量不是很高。Iov物理好资源网(原物理ok网)

威尔逊云室Iov物理好资源网(原物理ok网)

第一个发现反物质的人是美国科学家安德森。 1932年,安德森在使用实验设备“威尔逊云室”观察宇宙射线时,意外发现了带正电的电子。 安德森称它们为正电子。 电子带负电,因此正电子是电子的反粒子。Iov物理好资源网(原物理ok网)

随后,1955年,意大利物理学家塞格雷和美国物理学家张伯伦发现了反质子。 仅仅一年后,即1956年,美国科学家考克就发现了反中子。 许多年后,1995年,欧洲核子研究组织的沃尔特带领科研团队创造了反氢原子。 至此,人类已经具备制造反物质的能力。Iov物理好资源网(原物理ok网)

威尔逊云室Iov物理好资源网(原物理ok网)

反物质到底是什么? 这还要从量子力学说起。 在微观世界中,粒子的位置只能用概率来描述,而描述这种概率的方程称为波函数方程,因为它是由薛定谔提出的。 因此,它也被称为薛定谔方程。Iov物理好资源网(原物理ok网)

薛定谔方程虽然很好,但其本质是非相对论形式,所以在描述高速运动的粒子时就会出现问题。 为了解决这个问题,狄拉克对其进行了改进,并用相对论的形式进行了描述。 这就是狄拉克方程。 狄拉克方程很棒,但它也带来了一个新问题,那就是在求解狄拉克方程的过程中,电子会出现负能级。 这有悖于常识。 电子有许多不同的能级。 最低能级是基态。 在其之上可能存在第一激发态、第二激发态等。 但负能量水平从何而来? 狄拉克最终的解释是,负能级之所以带有正电荷,是因为它已经充满了带负电的电子,所以电子无法跃迁到负能级,所以我们意识不到它的存在。 这个由负能级和电子组成的区域就是我们所说的“真空”。Iov物理好资源网(原物理ok网)

威尔逊云室Iov物理好资源网(原物理ok网)

当负能级上没有电子时,它就带有正电荷。 这时,它就是反物质,也就是我们所说的正电子。Iov物理好资源网(原物理ok网)

这时,如果我们给它一个电子,它就会变成充满负能级,即真空,并释放能量。 这个过程就是我们所说的电子和正电子、正物质和负物质的湮灭。 这次相遇会导致毁灭并释放出大量的能量。 既然我们知道了反物质是什么,那么研究反物质有什么用呢?Iov物理好资源网(原物理ok网)

目前反物质比较成熟的应用是在医学检查领域。 有一种医学检查方法称为 PET,只需将正电子注入体内即可。 正电子会湮灭我们体内的电子并释放能量,而这种能量会产生明亮的光线,使体内的病变更容易看到。 临床上,PET一般与CT联合使用。Iov物理好资源网(原物理ok网)

威尔逊云室Iov物理好资源网(原物理ok网)

虽然反物质可以用于医疗,但其真正的价值并不在此。Iov物理好资源网(原物理ok网)

质量是能量的一种形式。 根据质能方程E=mc∧2,能量等于质量乘以光速的平方。 光速是/s,所以光速的平方是一个很大的数,所以只需要很小的质量。 它可以转化为巨大的能量,这就是为什么核反应可以通过裂变或聚变产生巨大的能量。 核能对我们来说似乎很神奇,但实际上核能只能将不到3%的质量转化为能量,而物质和反物质的湮灭可以将100%的质量转化为能量。Iov物理好资源网(原物理ok网)

毫无疑问英语作文,根据人类目前的认识,反物质是终极能源。 如果人类只是想绕太阳系旅行威尔逊云室,那么核能就勉强够用了。 但人类想要探索宇宙深空威尔逊云室,就必须使用反物质能量,因为只有反物质能量才能让亚光速飞行成为现实。Iov物理好资源网(原物理ok网)

发表评论

统计代码放这里