一克250亿美元！正反物质相遇会产生湮灭，为何它还没毁灭宇宙？ “元气蒙鸿

“元气蒙鸿，奇点兹始，启正感反，是为宇也。然，正反遇，宇则无。 ”简单来说，正常物质有一个“邪恶的双胞胎”反物质（antimatter），一旦两者接触就会湮灭。虽然听起来像科幻小说，但实际上，反物质是真实存在且非常神秘的“物质” 。

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那么反物质究竟是什么？它在哪里？为什么它还没毁灭宇宙？
什么是反物质？反物质真的存在吗？
反物质的发现，要从英国物理学家保罗·狄拉克(PaulDirac)说起。 1928年，狄拉克写下了一个结合量子理论和狭义相对论的方程来描述以相对论速度运动的电子的行为——狄拉克方程。这个理论导致了一个令人惊讶的预测：描述电子的方程，也描述并要求存在另一种质量与电子相同但带正电荷而不是负电荷的粒子。后来在1932年，美国物理学家安德森采用一个带有非常强磁铁的威尔逊云室来研究宇宙射线，发现了正电子，证实了狄拉克理论中对反物质的非凡预测。

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简单来说，反物质本质上就像普通物质一样，只是它的粒子带有相反的电荷。但是这个简单的区别有一些重大的影响--如果一个粒子和它的反粒子相遇，它们将在能量爆发中相互湮灭。大部分湮灭总能量以电离辐射的形式出现，与碰撞物质和反物质的总质量成正比。
幸运的是，反物质极为罕见。它是在宇宙射线相互作用、飓风和雷暴期间以及作为某些类型的放射性衰变的一部分中自然产生的微量元素--事实上，任何含有钾-40的东西都会偶尔吐出反物质粒子，包括香蕉，甚至人体（一个体重80公斤的人的身体每小时释放180个正电子）。但别担心，它走不了多远就会与电子碰撞并再次消失。
当然，反物质本质上并不比普通物质“更糟”——我们只是将它定义为“反” ，因为它与我们习惯的物质相反。但是，如果在那里的某个地方，有由反物质构成的生物生活在反物质行星上，围绕反物质星系中的反物质恒星运行（顺便说一下，这在理论上都是可能的）——它们可能会改变物质和反物质的标签。

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此外，反物质与暗物质可能很容易混淆，但两者是非常不同的。暗物质被假设散布在整个宇宙中，虽然有大量证据表明它存在，但它仍然逃避直接检测。另一方面，反物质极为罕见，但已被科学家在实验证实。
地球上最贵的物质，每克高达250亿美元！
目前科学家（欧洲核子研究中心）已通过反质子减速器(AD)制造出反物质。然而，这是一个困难的过程，因为反物质和正常物质相遇的时候就会出现这种碰撞湮灭的情况，并且放出大量的能量。所以产量不高，在长达14年的时间里，一共制造的反物质总量不到10纳克（1纳克等于0.001微克）。这也使其成为世界上最昂贵的物质，科学家估计每克的成本高达250亿美元。听起来很多，但这仅适用于正电子。如果要制造反质子，估计成本约为每克3万亿美元。

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可能有人纳闷，反物质有什么用，竟让科学家费钱费力费时去搞？
实际上，反物质的一个应用我们已经在使用——PET（正电子发射计算机扫描）。原理大概是向人体注入正电子（放射性示踪化学物质），然后让正电子和人体里的电子进行湮灭，释放出由专门相机捕获的伽马射线光子。通过追踪这些事件，医生可以重建器官和肿瘤的3D图像。

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由于反物质和物质的不相容，所以它们的碰撞会爆发巨大能量，而且它释放的能量效率是100%、没有任何残留。根据爱因斯坦的质能关系式，可以算出1克的反物质大概相当于4.3万吨的原子弹爆炸的能量（核能和它比起来就是个渣渣）。如果能成功开发利用，只需几十毫克的反物质就足以将一艘宇宙飞船送上火星。
物质、反物质的不对称！
根据粒子物理学的标准模型，宇宙大爆炸期间应该产生等量的物质和反物质。但如果是这样，随着时间的推移，宇宙的全部东西都会通过碰撞而自我毁灭，让今天的宇宙变得非常空旷。显然，这并没有发生。我们肉眼所看到的一切，从沙子到大质量恒星都是由物质构成。那么所有的反物质发生了什么？它们去哪里了呢？