半分钟认识反物质火箭反物质火箭的理论速度 _反物质

由于科学家们预测在不久的将来，将获得可供工程学利用的反物质的量可达到1毫克水平，过去在科幻小说中描述的那种能量高达核裂变反应1000倍的火箭——反物质推进火箭突然披上了现实的色彩。一些国家的科研机构已开始研制反物质火箭。
什么是反物质火箭
构成世界的物质可以细分到原子。原子是由较重的原子核和电子构成的。以质子和中子组成的原子核位于原子的中心，电子像云一样包围着原子。这些都称为基本粒子，物质世界是由它们组成的。

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物理学上有对称的概念。例如，质子和电子就分别带着同样大小的正电荷和负电荷，这是非常对称的。但是，令科学家困惑不解的问题是：质子的质量却是电子质量的1800倍，这是不对称的。同时，科学家们在研究原子结构时，又遇到了“负能态空穴”难题，即根据原子理论计算，出现了能量为负数的结果。这个“负能态空穴”又是如何产生的?
直到1933年美国物理学家安德逊发现了反电子，这个问题才得到初步解决。人们逐渐认识到，在那些基本粒子中，还存在一种完全对称的“反”基本粒子!带正电荷的电子对称存在质量相等的带负电荷的反电子；带正电荷的质子对称存在质量相等的带负电荷的反质子；中子对称存在反中子。
但是，这些反粒子只能存在于宇宙射线中，不能在自然界中存在。科学家们通过加速器高能实验的方法，可以人工生成极少量且只能在极短的时间存在的反粒子。

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反粒子或反粒子组成的反物质不能存在于我们周围是有道理的。因为通常粒子和反粒子(或通常的物质和反物质)一旦接触，两者就会瞬间消灭，全部质量转化为光之类的能量，这种反应称为双消灭反应。据科学家们推测，宇宙大爆炸时，每生成300亿颗反粒子，就会同时产生300亿零1颗正粒子。在大爆炸发生后的百万分之一秒内，正反粒子因发生双消灭反应，相互湮灭了，而剩下的就是多出的那一丁点儿正物质。这小小的剩余(其实总正粒子数仍异常巨大)演变成现今我们熟知的宇宙。

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正反粒子双消灭反应的事实使得著名的爱因斯坦方程式E＝mc2(能量＝质量×光速度的平方)完全得到证实。这个反应放出的能量相当于核裂变反应的1000倍，如果把这种巨大的能量用于火箭推进，就可以成为反物质火箭。

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太空旅行需要反物质火箭
早期的火箭燃料推进系统是固体火箭发动机，使用的是固体燃料推进剂，后来由于固体推进剂性能低，产生推力小，改为用液体火箭发动机为动力。所用的液体燃料有煤油和液氧、酒精和液氧、液氢和液氧等。但是，如何减少火箭燃料成本和燃料重量成为航天科学家亟待解决的问题之一。因为减轻起飞重量和燃料成本即意味着大大降低费用。而反物质火箭恰恰可以做到这一点。与世界第一枚液体火箭V-2火箭重达8．5吨的燃料相比，反物质火箭仅需1毫克反物质就可以把火箭送上天，两者真可谓天殊地别!

半分钟认识反物质火箭 反物质火箭的理论速度

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