第561章 反物质之威！恐怖的湮灭！无尽震撼！宇宙中真的存在反世界吗？
    反物质是什么？
    当它和现实中的物质相遇后会怎么样？
    这恐怕是所有人在听到反物质后的第一个疑问了。
    此刻，当李奇维提出惊世骇俗的反物质理论后，终于有人忍不住提问了。
    整个会场内瞬间安静下来，所有人都在等待布鲁斯教授的解释。
    不管结果怎么样，今天的演讲，必将轰动整个物理学界！
    这时，李奇维开口了。
    “这个问题很复杂却又很简单。”
    “复杂是因为我们连反物质的性质都还不清楚，怎么研究它和正物质的关系呢。”
    “简单是因为只要能找到反物质，把它和正物质放一起，做个实验就知道了。”
    众人皆是一笑。
    “不过，既然我从理论上预言了反物质的存在，那么也可以尝试从理论上预言它的特性。”
    “为了方便，就以电子和反电子为例吧。”
    “各位，请再次看这个新的波动方程。”
    “目前已知，电子和反电子的质量、自旋相同，但是它们的电荷和磁矩相反。”
    “我们不妨来做个思想实验。”
    “假设现在有一个正电子和一个反电子，以相同速度相向运动，然后撞击在一起。”
    “首先，根据电荷守恒定律，撞击后形成的系统一定是电中性的。”
    “因此，正反电子不可能形成两个正电子，或者两个反电子。”
    “其次，根据质量守恒定律，撞击后形成的系统一定是2倍电子质量。”
    “所以，它不可能是质子、中子这样的粒子，因为它们的质量是电子的上千倍。”
    “最后，碰撞还需要满足能量守恒定律。”
    “这样一来，我大概可以给出几个猜想。”
    “第一种，正反电子相撞后，什么也没发生，相当于弹性碰撞。”
    “虽然它们各自的电荷依然存在，但组成的系统却是电中性的。”
    “第二种，正反电子相撞后，形成一个2倍电子质量的新粒子，并且它还是电中性的。”
    众人闻言，皆点点头。
    这两个猜想还是很有道理的。
    逻辑严密、合理猜测。
    在众人心中，三大守恒定律的优先级肯定是高于反物质的。
    这三个定律堪称是物理学基础的基础，绝对不容置疑。
    不管反物质多么神秘莫测，它也要遵循守恒定律。
    “反宇宙不是物理学的法外之地！”
    所以，基于它们的推论，也是符合逻辑的。
    然而，就在众人讨论时，李奇维忽然又说道：
    “不过，我个人不是很喜欢上面两个猜想。”
    “我还有另外一个看起来有点匪夷所思的猜想。”
    哗！
    众人皆是一惊！
    能够让布鲁斯教授都觉得匪夷所思的东西，那一定惊世骇俗！
    但是，除了这两种碰撞结果，还会有其它的结局吗？
    普朗克、爱因斯坦、薛定谔、海森堡等人都在凝神思考。
    接着，李奇维继续说道：
    “第一种猜想里，正电荷和负电荷相遇，却什么都没发生，我认为有点不合常理。”
    “第二种猜想里，电荷中和是我偏向的观点，但是我不喜欢再添加莫名的新粒子。”
    “所以，我提出的第三种猜想，是把猜想一和猜想二结合在一起。”
    “我认为，正反电子相遇后，会变成电中性的两个光子！”
    轰！
    全场震撼！
    所有人都瞪大了双眼，觉得不可思议！
    电子怎么会和光子扯到一起了？
    这两种粒子的差别也太大了。
    “这怎么可能呢？”
    “我感觉布鲁斯教授的第三种猜想有点离谱。”
    “这确实太匪夷所思了！”
    “.”
    众人议论纷纷。
    而普朗克等大佬们却眉头紧皱，在思考其中的可行性。
    很快，就有人忍不住问道：
    “布鲁斯教授，如果正反电子相遇变成两个光子，那岂不是违反了质量守恒定律？”
    “电子是有质量的，而光子的质量为零。”
    哗！
    众人纷纷点头赞同。
    李奇维微微一笑，说道：
    “不！第三种猜想并不违反质量守恒定律。”
    “根据狭义相对论中的质能方程可知，正反电子相遇后，它们可以把自身的质量全部转换成能量。”
    “而这些能量就以光子的形式释放出去。”
    “如此一来，就符合质量守恒定律了。”
    “这个过程看起来就好像正反电子相遇后，化作一团光，然后电子消失在空间之中，什么也没留下。”
    “所以，我把这个过程称为【湮灭】。”
    嘶！
    静！
    死一般的寂静！
    所有人听完湮灭概念后震撼不已！
    这太可怕了！
    也太匪夷所思了！
    正反两个电子相遇，竟然会变成光？
    其实，物质变成光并不特殊。
    根据质能方程，质量和能量本来就是一体两面。
    消失的质量会变成能量，而这些能量通常情况下都以光子的形式存在。
    比如恒星内部的核聚变过程就是如此。
    但是湮灭过程显然更加震撼人心。
    李承道再次被二弟的预言所震惊。
    他竟然和父亲的想法是一样的！
    “太不可思议了！”
    李承德微微一笑，深藏功与名。
    这时，李奇维又补充道：
    “我认为湮灭的发生甚至不需要条件。”
    “只要正反电子相遇，就会立刻湮灭，产生光子。”
    “这与核聚变中的质能转换条件有显著的区别。”
    很多营销号会夸大其词：
    “震惊！反物质湮灭比原子弹氢弹威力更大！”
    “1克反物质就能摧毁世界！”
    这些说法都是错误的！
    不管是反物质湮灭，还是核聚变和核裂变，它们释放能量的原理都是质能方程。
    前者比后者优势的地方在于：质能转换效率不一样！
    反物质湮灭的效率可以达到100%。
    也就是说，不管有多少反物质，都能够完全转换成能量。
    但核裂变的原子弹不同。
    因为临界质量的存在，如果想要1g的物质发生核裂变，可能需要2000g的物质为基础。
    剩下的1999g物质全部都浪费了。
    而核聚变是目前人类掌握的最高效率的质能转换方式，其质能转换比约为0.7%。
    即每1kg的物质发生聚变，最多只能释放出7g的能量。
    虽然效率低，但可以依靠大力出奇迹。
    你有1g的反物质炸弹，我就用几千克的物质造原子弹，最终释放的能量都是一样的。
    因此，1g反物质摧毁世界也是无稽之谈。
    1g反物质发生湮灭，还需要另外1g的正物质，所以一共有2g物质转换成能量。
    根据质能方程计算，这些能量大致相当于4.3万吨tnt。
    美国投下的小男孩的当量是2万吨tnt。
    所以，1g反物质湮灭，产生的能量是2个小男孩多一点。
    离摧毁世界差了十万八千里。
    不过，反物质湮灭的优势，确实是显而易见的。
    你左手拿着一块阿司匹林药片大小的正物质，右手拿着同样大小的一块反物质。
    然后随手一抛。
    轰！
    轻易毁灭一座城市。
    这就是反物质之威！
    不需要什么导线，什么计算临界质量，什么提纯元素。
    仅仅是相遇，便可湮灭，爆发出毁天灭地的能量。
    但问题也随之而来。
    反物质太不稳定了。
    它在碰到正物质的瞬间就爆炸，你还怎么用手拿呢？
    在后世，制造和保存反物质都是非常艰难的事情。
    首先是制造方面。
    根据测算，如果使用欧洲最大型的粒子对撞机，持续不断运行一百年，大概可以造出0.1μg（千万分之一克）的反物质。
    这点反物质湮灭所释放出的能量，大概就和一发炮弹差不多。
    但是制造它的成本，哪怕只按照对撞机用的电费计算，也需要超过1万亿美元！
    这是何等可怕而高昂的代价！
    就算把整个地球卖给外星人，都凑不齐制造10g反物质的钱。
    而且，就算造出来，保存也是个大麻烦。
    目前科学家每年大概可以制造出零点几纳克的反物质。
    这些反物质被约束在磁场形成的磁力陷阱中，不能接触任何物质。
    这简直比人工可控核聚变的条件还要苛刻无数倍。
    后者或许哪一天材料学突破了，能造出耐超高温的材料，就能制造存放等离子体的容器。
    但反物质，只要是正物质原子组成的容器，全都不能用。
    所以，所谓的反物质飞船引擎，仅仅只是一种畅想，它不可能被组装在我们正世界的飞船里。
    不仅如此，保存反物质的温度几乎接近绝对零度，就是为了让反粒子的动能小一点，维持它存在的时间。
    一般情况下，科学家制造的反物质，都是亚原子级或者几个反原子。
    它们的保存时间大概在毫秒级。
    目前保存约束时间最长的反氢原子，存在了大约20秒。
    如果人类哪天在宇宙中真的遇到一颗反物质星球，想带走都是个问题。
    所以，根据以上的情况，制造反物质炸弹暂时就不要想了。
    那是不可能的！
    后世有部电影，讲述了恐怖份子从研究所偷盗了0.1g反物质，想要制成炸弹炸毁某个城市。
    这剧情就有点扯了。
    且不谈制造出0.1g反物质需要多少钱，如何保存炸弹。
    就算制成炸弹，威力也只有小男孩的五分之一。
    毁灭城市恐怕还差了点。
    此刻，在场的诸多物理大佬们显然对制造反物质炸弹一点不感兴趣。
    他们只想研究这其中的机理。
    这时，又有人问道：
    “布鲁斯教授，正反电子湮灭，为什么一定要生成2个光子呢？”
    “不能只生成1个光子吗？”
    众人“咦”了一声。
    这倒是个好问题。
    李奇维闻言，思考了一会儿，说道：
    “根据动量守恒定律，如果只生成一个光子，那么这个光子的动量将为零。”
    “这显然不符合动量守恒定律。”
    “所以，必须是生成两个光子来平衡动量。”
    说着，李奇维用公式开始演算。
    结合新的波动方程，质能方程，以及力学，就能算成碰撞前后的系统状态。
    公式结果证明，生成2个光子的可能性是最大的。
    李奇维又补充道：
    “当然，这一切还需要实验的验证！”
    这时，爱因斯坦笑着问道：
    “布鲁斯，你认为我们的宇宙中真的存在反物质吗？”
    “如果有，为什么我们从来没有发现过它的踪迹呢？”
    众人闻言眼神放光。
    这个问题恐怕是所有人都最关心的问题了。
    李奇维打趣道：
    “爱因斯坦教授这是故意为难我啊。”
    “我要是能现在找到反物质，我的理论就可以写进教科书了。”
    众人会心一笑。
    “也罢，我就放飞思想，说说我的看法。”
    “我认为，这个问题需要拆开成两个问题。”
    “第一个是，宇宙中存不存在反电子、反质子这样的【微观反粒子】。”
    “第二个是，宇宙中存不存在反星球甚至反星系这样的【宏观反物质】。”
    “对于这两种反物质存在，我的看法是不同的。”
    “首先，我认为宇宙中不一定存在宏观反物质。”
    “根据质能方程和湮灭理论，正反物质只要相遇就会爆发，产生巨大的能量。”
    “如果有一颗房屋大小的反物质陨石落入地球，那么它所产生的能量，将足以摧毁地球上的任何东西。”
    “甚至直接把地球炸成碎片。”
    “但是目前为止，我们能好好坐在这里讨论反物质问题，就证明并没有反物质陨石。”
    “此外，月球暴露在宇宙真空中，每天都会遭受无数尘埃碎片的攻击。”
    “如果真的有宏观反物质，那么我们应该经常能看到月球上发生大爆炸。”
    “很显然，天文学家们并没有发现和报道过这种现象。”
    “这说明，至少在太阳系内，应该不存在宏观反物质。”
    “当然，有人会质疑：也许只是太阳系或者银河系内没有，宇宙深处会有反物质星球。”
    “这就没法讨论了。”
    哗！
    众人闻言，热烈地讨论起来。
    大家认为布鲁斯教授的分析非常合理。
    宏观的正反物质湮灭，产生的能量实在太庞大了。
    哪怕在月球上爆炸，地球上的人也能看到耀眼的光芒。
    而且这种爆炸什么高温高压条件也不需要，比恒星的核聚变简单亿万倍。
    如果真的有很多反物质，爆炸应该随处可见。
    所以，按照正常的平均原则，没道理别的地方有反物质，就太阳系没有。
    咋滴，就你们地球人特殊啊。
    在后世，天文学家们使用最先进的望远镜，也没有发现过宏观反物质踪迹。
    至少一千光年之内，科学家可以确定，不存在宏观反物质。
    当然，目前这些都不是定论。
    也许在可观测宇宙之外，就有另外一个反物质宇宙。
    不过，那对于人类来说已经没有意义了。
    这时，李奇维继续说道：
    “而微观反粒子的存在可能性就太高了。”
    “一方面，单个粒子就算湮灭了，产生的能量也可以忽略不计。”
    “以正反电子为例，它们湮灭后产生的能量大约为8x10^-14j。”
    “这点能量对宏观世界不产生任何影响，所以我们平时感受不到反粒子的存在。”
    “此外，既然正反粒子湮灭能产生光子，那么反过来，两个光子在某种情况下，会不会变成正反电子对呢？”
    “我认为，完全有这个可能！”
    “我们日常生活中，能见到各种光子，所以光子变成正反电子对，肯定需要苛刻的条件。”
    “而广阔的宇宙中，任何极端的环境都有。”
    “所以，我认为宇宙中存在微观反粒子有极高的概率。”
    “或许哪一天技术发达了，我们人类自己就能造出反粒子！”
    哗！
    众人震撼！
    布鲁斯教授的蛊惑和煽动能力实在太强了。
    经过他的分析，在场所有人都觉得宇宙中绝对存在反粒子。
    既然正反电子能变成光子，没道理光子就变不成正反电子啊。
    “宇宙太大了！”
    “它就像一个超级实验室，能提供任何环境和条件。”
    “反物质再神奇，它也没有宇宙本身神奇。”
    “所以，宇宙中肯定存在反物质！”
    这一刻，在场的诸多物理学家们充满了信心！
    就连爱因斯坦等人也被布鲁斯教授的自信打动。
    看着众人兴奋的表情，李奇维继续说道：
    “我知道，目前物理学界有不少人在研究宇宙射线。”
    “比如卢瑟福教授小组、密立根教授小组等。”
    “我相信，未来某一天，或许有人就能从宇宙射线中发现反粒子的存在！”
    李奇维心中感叹，提到反物质，就要提到华夏的物理学家赵忠尧。
    真实历史上，狄拉克在1928年提出反电子的概念后，举世震动。
    但是，当时所有人都不知道正反电子会湮灭，并产生光子。
    1929年，赵忠尧在密立根课题组读博士，他的研究课题是硬γ射线的散射。
    所谓的硬γ射线，是指射线的能量非常高，所以表现出很强的粒子性，看起来很“硬”。
    有一次，他做实验时发现，硬γ射线在通过金属铅时，会产生一种特殊的辐射。
    当时赵忠尧并不知道这个奇怪的辐射是什么，但是他依然严谨地把数据和现象以论文形式发表。
    此时，密立根手下还有另外一个博士，安德森。
    他对赵忠尧的研究内容很感兴趣，不过他也不知道特殊辐射的机理是什么。
    安德森自己的课题是研究宇宙射线。
    他把射线引导入强磁场的云室中，然后分析射线中有哪些粒子。
    1932年，安德森发现威尔逊云室中出现了一条和电子轨迹一样的路径，但是方向却是截然相反的。
    这说明这种粒子的质量和电子相等，但是电荷却相反。
    安德森一开始还纳闷，后来，他猛然惊醒。
    “这不就是反电子吗？”
    于是，作为第一个被发现的反物质，反电子正式面世！
    其造成的轰动可想而知。
    一时间，安德森名声大噪！
    彼时，理论物理学界已经证明，正反电子相遇应该会发生湮灭现象，并生成光子。
    安德森突然想起来当年同组的赵忠尧所做的实验。
    他对那个神秘的辐射有了大胆的猜想。
    仅仅第二年，他就重复出赵忠尧的实验结果，证明了那个辐射其实就是正反电子对湮灭所产生的光。
    原来硬γ射线轰击铅元素后，会产生一对正反电子，而这对正反电子又立刻湮灭，变成两个新的光子。
    所谓的辐射，就是湮灭后的光子。
    物理学界彻底轰动了！
    这说明赵忠尧发现反电子的时间，比安德森还要早！
    但是这一切荣誉，没有人联想到那个华夏年轻人。
    当时的华夏科学孱弱，在世界物理学界根本没有任何话语权。
    所以，安德森因为发现反电子，仅仅四年后，就获得了物理诺奖。
    而赵忠尧则是默默无名。
    但是卢瑟福却一直坚持赵忠尧在发现反电子上的成就。
    他甚至公开在赵忠尧写的那篇论文上加上一句评语：
    “这一结果提供了正反电子对产生的又一证据。”
    诺奖得主李政道曾说：
    “赵老师本来应该是第一个获得物理诺奖的华夏人。”
    此刻，李奇维目光幽远，看向东方。
    “忠尧，你放心，这一次有校长在，谁都不能埋没你的成果。”
    华夏，国立东南大学。
    今年刚毕业的赵忠尧，因为成绩优秀，成为了国立东南大学的物理系助教。
    忽然，他猛地打了一个喷嚏。
    旁边有同事问道：“赵老师，你怎么了，生病了吗？”
    赵忠尧连忙摆手：“没事，没事。”
    不过，他的心里很纳闷。
    他非但没有生病，反而刚刚好像有一股莫名的能量注入身体，他感觉自己充满了干劲！
    “第二届物理奥赛的海森堡、泡利、狄拉克、费米等人，现在都已经名震物理学界了。”
    “我赵某人未必就弱了他们！”
    赵忠尧从小道消息得知，明年李教授可能就回来了。
    他正在积极准备，想去婆罗洲申请成为李教授的博士。
    “那里才是我的战场！”
    “我一定要努力！”
    仿佛心有灵犀一般，李奇维微微一笑。
    众人震惊之后，这时，爱因斯坦忽然又问了一个问题。
    “布鲁斯，宇宙中为什么没有宏观反物质呢？”
    哗！
    众人皆是一惊！
    这是什么问题？
    (本章完)