反物質彈
| 反物質彈 |
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中文名稱: 反物質彈 外文名稱: Antimatter bomb 屬性: 武器 能量: 反物質 研究國家: 中國 美國 俄羅斯等 |
反物質武器是一種能量，推進劑或爆炸物，擁有最強大力量的武器，作為假想武器存在，僅出現於科幻小說或電子遊戲中。但美國空軍已經對其可能的軍事用途，包括毀滅性效果產生了興趣。自從冷戰開始以後，其就開始資助反物質相關的物理研究。其主要的理論優勢是物質與反物質相撞會將其100%質量轉化成能量(高能伽瑪射線)，而利用聚變反應的氫彈則大約是只有0.7%的質能轉換。
關於地球毀滅的說法我們不是沒聽過，"天方夜譚"也罷，有些科學根據也罷，離我們似乎很遙遠，但是科學的飛速發展讓世人不得不感嘆。人們不由擔心:反物質被用來製造有史以來毀滅性最強的武器，距離"地球滅絕"為時還遠嗎?[1]
目錄
反物質
所謂反物質即與物質的粒子類似，帶有相反電性的物質粒子。每一種基本粒子都有其對應的反粒子。當基本粒子與其反粒子相遇時，會同時湮滅
受到通古斯大爆炸等三大"世紀之謎"的啟發，科學界在1986年開始提出三次大爆炸可能是反物質發揮作用的結論。1997年，科學家宣布發現了"銀心反物質噴泉"，使科學家們尋找反物質的熱情再次高漲起來。其實，反物質與普通物質並無兩樣，所不同的是，組成反物質的粒子與組成人們所熟知的一般物質電荷相反。早在1928年，著名的物理學家狄拉克通過數學計算，提出了一項大膽預測:在宇宙中，存在着一種新的粒子，這種粒子除帶正電荷之外，所有性質都與電子相同，即帶有正電荷而質量與壽命都與電子相等的粒子(反電子)，即狄拉克反物質假說。1932年，美國科學家安德森驗證了狄拉克的預測。他在分析研究宇宙射線中發現了這種粒子，它的質量和帶電量同電子一樣，只是它帶的是正電，是電子的反粒子，被稱作正電子，而電子帶的是負電。1955年，在美國貝克利的質子加速器中反質子和反中子相繼被找到。60年代，基本粒子中的反粒子差不多全被物理學家們找到。一個反物質的世界漸漸被科學家像考古般地"挖掘"了出來。1996年1月，歐洲粒子中心的科學家們利用粒子對撞機使高速的氙原子與反質子相撞，獲得了9個反氫原子，雖然這些反氫原子在億分之三秒後就分散成為反質子和反電子，但標誌着人類已經能夠製造出反物質了。反物質的原子核是由反質子和反中子構成的"負核"，外有正電子環繞。由反粒子構成的物質叫反物質。許多物理學家認為反粒子是由原來粒子的內部結構被"鏡面倒轉"以後得到的。正如，當你照鏡子時，鏡中的那個你如果真的存在，並出現在你面前，那麼鏡中那個你就叫做"反你"。許多反物質的研究者還這樣推測:在開天闢地的那個時刻，物質和反物質就分離開，構成了兩個宇宙，一個稱做"宇宙"，另一個則是"反宇宙"，它們互相排斥並且以很大的速度互相遠離。反物質正是一般物質的對立面，而一般物質就是構成宇宙的主要部分。反物質一旦同我們世界的"正物質"接觸，便會在瞬間發生爆炸，物質和反物質變為光子或介子，釋放巨大能量，產生"湮滅"現象。據人類所知，反物質可能是世界上最有威力的能量源和爆炸性物質。根據愛因斯坦相對論中著名的質能換算公式E=mc2，微量的反物質便能產生驚人的巨大能量。它能以輻射形式百分之百的效率釋放能量，而二核裂變的效率是百分之一點五。美國蘭德公司在一份反物質實驗報告中指出，當1克反物質與1克物質相互碰撞湮滅時，放出的能量是5×107千瓦時，約為6兆瓦年。但是，反物質極不穩定，它可以把接觸到的任何東西都化為灰燼，連空氣也不能例外。世界上任何大型的粒子加速器里都可以製造出小量的反物質，但是無法大規模又便宜地生產出足夠多的反物質。2004年3月24日，在美國宇航局召開的"先進概念研討會"上，美國人公布的數據顯示，生產一千億分之一克的反物質，需要耗資近60億美元。但是，據2008年10月18日美國《自然》雜誌報道，美國軍方科學家發明了一種產生反物質的新方法。除此之外，歐洲有關研究中心已經在開發一種新型的反物質減速器，這是一種先進的反物質生產設備，這種設備將有望大幅度提高反物質的生產能力。
武器
科學家們認為，反物質不僅能夠解決能源問題和實現能源革命，而且在軍事上具有重大的應用前景。反物質被各國軍事專家認為具有以下4項軍事用途:一是用作超高速火箭的推進燃料，如光速火箭的燃料;二是用作空間軌道上軍用站以及其他領域的超小型、超輕型能量發生器;三是用作啟動聚變彈的"核扳機";四是用作集能束武器，如可任意調節的反物質炸彈。可以說，以美國為首的西方核大國對以反物質作為彈藥的反物質武器倍感興趣。早在1983年，美國蘭德公司就耗資200萬美元為美國空軍進行了一項生產和使用10萬億個反質子/秒的可行性研究和使用該技術製造"質子炸彈"的可行性研究。在2000年，美國空軍更是成立了由號稱"美國反物質武器之父"的愛德華茲為負責人的"革命性彈藥"研發小組，開始專事反物質武器研究。從西方的核武器劃分標準來說，反物質武器屬於第四代核武器，被視作"常規武器"的核武器，可以在常規戰爭或局部戰爭中使用。反物質武器的最大特點就是能量密度極大且易於點燃，不像原子彈裂變反應那樣要求臨界質量而無法減小其體積，也不像氫彈聚變反應那樣要求極高的點火溫度而必須由原子彈引爆(但是現在好像是可以不用原子彈引爆了)。其次，與核彈不同，反物質炸彈擁有氫彈爆炸的威力，但是爆炸時只產生電磁波，並不會產生核輻射，不會對生物和植物造成巨大輻射傷害，引起人道主義災難，是一種"乾淨的氫彈"。據科學家們估算，每百萬分之一克的反質子與質子發生湮滅(爆炸)後釋放的能量相當於37.8公斤的TNT炸藥。一克的反物質就相當於約四萬噸的TNT炸藥當量--相當於當年投在廣島的那顆原子彈的能量。幾微克的反物質放出的能量，就可作為熱核反應的扳機，或者可以激勵出很強的X射線暴或γ射線激光。如果一個反質子和一個質子相互進行湮沒反應，其釋放出的能量約為一個鈾原子核裂變時釋放出能量的10倍;如果考慮湮沒反應在物質中引發的次級效應，那麼這種反應就將釋放出更多的能量。據悉，美國五角大樓於2008年9月舉行了一次代號為"反物質特攻-2008"的電腦模擬演習，演習實況如下:201X年，一名美軍士兵攜一枚反物質定時炸彈潛入C國首都，在市中心臨近C國總參謀部大樓的公共廁所內安裝好後從容撤出。軍事行動開始後，反物質定時炸彈爆炸，C國總參謀部大樓和附屬設施化為灰燼，而這名士兵所攜的反物質炸彈只有五千萬分之一克!隨後，一枚反物質脈衝炸彈在C國電力和通信網絡上空引爆，剎那間，該國的軍事和社會活動徹底癱瘓……演習結束後，五角大樓的將軍們驚嘆:"幾克重的反物質炸彈就能毀滅地球了!"然而，普林斯頓大學高級研究所的歷史學家、科學家喬治·戴森指出，"乾淨"的反物質武器遠比"骯髒"的核武器更可怕，因為它更有可能投入實戰。如果美國研製出反物質武器，那麼，美軍在戰場上將更加無所顧忌--由於它沒有核殘留，美軍可能會將其歸類為常規武器。"
製造難點
雖然反物質炸彈在理論上擁有巨大的湮滅性摧毀能力，但是在技術上依舊存在着一些無法超越的挑戰。首先，如何能夠便宜地生產製造出足夠多的反物質，依舊是一大挑戰。其次，儲備反物質在技術上存在難點。如何在小型空間內儲存足夠的反物質，如把它們裝入瓶子，而不是存放在強大的電磁場內。事實上，反物質並非象一些科學家描述的那樣法力無邊，因為在關於反物質的學術研究方面，仍有六個主要方面的問題有待於進一步深入研究，得到實質性的突破。
六個問題如下:第一，電與磁的能量交換本質依然不詳。該觀點認為，人工獲得反物質及其應用的說法則是站不住腳的。第二，正物質不能束縛反物質。該觀點認為，獲得的反物質並不是真正意義上的反物質。第三，人工磁場難以束縛反物質。該觀點認為，被束縛於強大的人工電磁場下的反物質，容易出現風險。第四，反物質是單向不可逆的。該觀點認為，反物質炸彈在儲備設備壽命到期且沒有機會使用的時候，最終湮滅之時必將使儲備者受害。第五，用正物質不能製造出反物質。該觀點認為，在正物質的環境裡尋找反物質，是不可能實現的事情。第六，湮滅機理不詳。該觀點認為，正反物質湮滅過程中，正物質與反物質的湮滅機理沒有本質性認識。