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| 反物质弹 |
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中文名称: 反物质弹 外文名称: Antimatter bomb 属性: 武器 能量: 反物质 研究国家: 中国 美国 俄罗斯等 |
反物质武器是一种能量，推进剂或爆炸物，拥有最强大力量的武器，作为假想武器存在，仅出现于科幻小说或电子游戏中。但美国空军已经对其可能的军事用途，包括毁灭性效果产生了兴趣。自从冷战开始以后，其就开始资助反物质相关的物理研究。其主要的理论优势是物质与反物质相撞会将其100%质量转化成能量(高能伽玛射线)，而利用聚变反应的氢弹则大约是只有0.7%的质能转换。
关于地球毁灭的说法我们不是没听过，"天方夜谭"也罢，有些科学根据也罢，离我们似乎很遥远，但是科学的飞速发展让世人不得不感叹。人们不由担心:反物质被用来制造有史以来毁灭性最强的武器，距离"地球灭绝"为时还远吗?[1]
反物质
所谓反物质即与物质的粒子类似，带有相反电性的物质粒子。每一种基本粒子都有其对应的反粒子。当基本粒子与其反粒子相遇时，会同时湮灭
受到通古斯大爆炸等三大"世纪之谜"的启发，科学界在1986年开始提出三次大爆炸可能是反物质发挥作用的结论。1997年，科学家宣布发现了"银心反物质喷泉"，使科学家们寻找反物质的热情再次高涨起来。其实，反物质与普通物质并无两样，所不同的是，组成反物质的粒子与组成人们所熟知的一般物质电荷相反。早在1928年，著名的物理学家狄拉克通过数学计算，提出了一项大胆预测:在宇宙中，存在着一种新的粒子，这种粒子除带正电荷之外，所有性质都与电子相同，即带有正电荷而质量与寿命都与电子相等的粒子(反电子)，即狄拉克反物质假说。1932年，美国科学家安德森验证了狄拉克的预测。他在分析研究宇宙射线中发现了这种粒子，它的质量和带电量同电子一样，只是它带的是正电，是电子的反粒子，被称作正电子，而电子带的是负电。1955年，在美国贝克利的质子加速器中反质子和反中子相继被找到。60年代，基本粒子中的反粒子差不多全被物理学家们找到。一个反物质的世界渐渐被科学家像考古般地"挖掘"了出来。1996年1月，欧洲粒子中心的科学家们利用粒子对撞机使高速的氙原子与反质子相撞，获得了9个反氢原子，虽然这些反氢原子在亿分之三秒后就分散成为反质子和反电子，但标志着人类已经能够制造出反物质了。反物质的原子核是由反质子和反中子构成的"负核"，外有正电子环绕。由反粒子构成的物质叫反物质。许多物理学家认为反粒子是由原来粒子的内部结构被"镜面倒转"以后得到的。正如，当你照镜子时，镜中的那个你如果真的存在，并出现在你面前，那么镜中那个你就叫做"反你"。许多反物质的研究者还这样推测:在开天辟地的那个时刻，物质和反物质就分离开，构成了两个宇宙，一个称做"宇宙"，另一个则是"反宇宙"，它们互相排斥并且以很大的速度互相远离。反物质正是一般物质的对立面，而一般物质就是构成宇宙的主要部分。反物质一旦同我们世界的"正物质"接触，便会在瞬间发生爆炸，物质和反物质变为光子或介子，释放巨大能量，产生"湮灭"现象。据人类所知，反物质可能是世界上最有威力的能量源和爆炸性物质。根据爱因斯坦相对论中著名的质能换算公式E=mc2，微量的反物质便能产生惊人的巨大能量。它能以辐射形式百分之百的效率释放能量，而二核裂变的效率是百分之一点五。美国兰德公司在一份反物质实验报告中指出，当1克反物质与1克物质相互碰撞湮灭时，放出的能量是5×107千瓦时，约为6兆瓦年。但是，反物质极不稳定，它可以把接触到的任何东西都化为灰烬，连空气也不能例外。世界上任何大型的粒子加速器里都可以制造出小量的反物质，但是无法大规模又便宜地生产出足够多的反物质。2004年3月24日，在美国宇航局召开的"先进概念研讨会"上，美国人公布的数据显示，生产一千亿分之一克的反物质，需要耗资近60亿美元。但是，据2008年10月18日美国《自然》杂志报道，美国军方科学家发明了一种产生反物质的新方法。除此之外，欧洲有关研究中心已经在开发一种新型的反物质减速器，这是一种先进的反物质生产设备，这种设备将有望大幅度提高反物质的生产能力。
武器
科学家们认为，反物质不仅能够解决能源问题和实现能源革命，而且在军事上具有重大的应用前景。反物质被各国军事专家认为具有以下4项军事用途:一是用作超高速火箭的推进燃料，如光速火箭的燃料;二是用作空间轨道上军用站以及其他领域的超小型、超轻型能量发生器;三是用作启动聚变弹的"核扳机";四是用作集能束武器，如可任意调节的反物质炸弹。可以说，以美国为首的西方核大国对以反物质作为弹药的反物质武器倍感兴趣。早在1983年，美国兰德公司就耗资200万美元为美国空军进行了一项生产和使用10万亿个反质子/秒的可行性研究和使用该技术制造"质子炸弹"的可行性研究。在2000年，美国空军更是成立了由号称"美国反物质武器之父"的爱德华兹为负责人的"革命性弹药"研发小组，开始专事反物质武器研究。从西方的核武器划分标准来说，反物质武器属于第四代核武器，被视作"常规武器"的核武器，可以在常规战争或局部战争中使用。反物质武器的最大特点就是能量密度极大且易于点燃，不像原子弹裂变反应那样要求临界质量而无法减小其体积，也不像氢弹聚变反应那样要求极高的点火温度而必须由原子弹引爆(但是现在好像是可以不用原子弹引爆了)。其次，与核弹不同，反物质炸弹拥有氢弹爆炸的威力，但是爆炸时只产生电磁波，并不会产生核辐射，不会对生物和植物造成巨大辐射伤害，引起人道主义灾难，是一种"干净的氢弹"。据科学家们估算，每百万分之一克的反质子与质子发生湮灭(爆炸)后释放的能量相当于37.8公斤的TNT炸药。一克的反物质就相当于约四万吨的TNT炸药当量--相当于当年投在广岛的那颗原子弹的能量。几微克的反物质放出的能量，就可作为热核反应的扳机，或者可以激励出很强的X射线暴或γ射线激光。如果一个反质子和一个质子相互进行湮没反应，其释放出的能量约为一个铀原子核裂变时释放出能量的10倍;如果考虑湮没反应在物质中引发的次级效应，那么这种反应就将释放出更多的能量。据悉，美国五角大楼于2008年9月举行了一次代号为"反物质特攻-2008"的电脑模拟演习，演习实况如下:201X年，一名美军士兵携一枚反物质定时炸弹潜入C国首都，在市中心临近C国总参谋部大楼的公共厕所内安装好后从容撤出。军事行动开始后，反物质定时炸弹爆炸，C国总参谋部大楼和附属设施化为灰烬，而这名士兵所携的反物质炸弹只有五千万分之一克!随后，一枚反物质脉冲炸弹在C国电力和通信网络上空引爆，刹那间，该国的军事和社会活动彻底瘫痪……演习结束后，五角大楼的将军们惊叹:"几克重的反物质炸弹就能毁灭地球了!"然而，普林斯顿大学高级研究所的历史学家、科学家乔治·戴森指出，"干净"的反物质武器远比"肮脏"的核武器更可怕，因为它更有可能投入实战。如果美国研制出反物质武器，那么，美军在战场上将更加无所顾忌--由于它没有核残留，美军可能会将其归类为常规武器。"
制造难点
虽然反物质炸弹在理论上拥有巨大的湮灭性摧毁能力，但是在技术上依旧存在着一些无法超越的挑战。首先，如何能够便宜地生产制造出足够多的反物质，依旧是一大挑战。其次，储备反物质在技术上存在难点。如何在小型空间内储存足够的反物质，如把它们装入瓶子，而不是存放在强大的电磁场内。事实上，反物质并非象一些科学家描述的那样法力无边，因为在关于反物质的学术研究方面，仍有六个主要方面的问题有待于进一步深入研究，得到实质性的突破。
六个问题如下:第一，电与磁的能量交换本质依然不详。该观点认为，人工获得反物质及其应用的说法则是站不住脚的。第二，正物质不能束缚反物质。该观点认为，获得的反物质并不是真正意义上的反物质。第三，人工磁场难以束缚反物质。该观点认为，被束缚于强大的人工电磁场下的反物质，容易出现风险。第四，反物质是单向不可逆的。该观点认为，反物质炸弹在储备设备寿命到期且没有机会使用的时候，最终湮灭之时必将使储备者受害。第五，用正物质不能制造出反物质。该观点认为，在正物质的环境里寻找反物质，是不可能实现的事情。第六，湮灭机理不详。该观点认为，正反物质湮灭过程中，正物质与反物质的湮灭机理没有本质性认识。