2020-09-24 21:59:05
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湮灭 - 物理学概念 免费编辑 修改义项名

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物质与其所对应的反物质碰撞后消失并产生高能光子(γ射线)等能量的过程,例如电子正电子碰撞,称之为湮灭。

基本信息

  • 中文名称

    湮灭(yān miè)

  • 外文名称

    annihilate 

  • 结果

    产生巨大的能量

  • 又称

    互毁、相消、对消灭

折叠 编辑本段 定义概念

物质和它的反物质相遇时,会发生完全的物质-能量转换,产生光子等的能量形式,此过程即为湮灭(英文:annihilation),又称互毁、相消、对消灭。宇宙中存在着我们看不见摸不着的"反物质世界",它的基本属性同我们周围的世界正好相反。反物质的原子核是由反质子和反中子构成的"反核",外有正电子环绕。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,产生"湮灭"现象。英国物理学家狄拉克把量子力学与高速运动所必须的相对论力学相结合导致产生了反物质的概念。而后我国著名物理学家赵忠尧的发现验证了狄拉克的理论。

在宇宙中,经常会出现短暂的γ射线爆发,有一种非主流理论认为,这种爆炸是由正、反物质的湮灭引起的,威力巨大,景象十分壮观。

折叠 编辑本段 相关理论

其遵守爱因斯坦的质能方程E=mc²,其中E为湮灭产生的能量,m为物质湮灭前总质量,c为光速约为3x10⁸米/秒。举例来说,0.5克反物质湮灭所产生的能量和广岛市原子弹爆炸所产生的能量相当。(即是一克反物质湮灭所产生的能量约为20-30千吨TNT当量,或者是大约200万千卡)

折叠 编辑本段 巨大能量

湮灭一旦发生,正反物质的质量将全部转化为能量,按照爱因斯坦的质能方程E=mc²释放巨大的能量,就所知道的所有物理反应而言,这是效率最高的燃料。我们可以比较一下每公斤星际飞船发动机燃料的效果,很理想的化学反应可以产生1×10^7焦耳的能量,核裂变产生8×10^13焦耳,核聚变产生3×10^14焦耳,而反物质的湮灭能产生9×10^16焦耳,是氢氧化学反应的1百亿倍,太阳核心热核反应的300倍。这种飞船的比冲量将是最高的,而推重比也可能是最高的,一片阿司匹林那么大的反物质同物质湮灭产生的能量足以让一艘飞船巡弋数百光年,而航天飞机那么巨大的燃料箱和推进器中的燃料完全可以用100毫克的反物质代替。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,其威力之大令世人震惊。

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