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物理中的湮灭是谁提出 美国物理学家太疯狂!他们要众筹反物质推进器

导语:美国物理学家们提出了一种使用反物质推进器的设想,需要通过众筹来筹集资金。这种推进器可以利用反物质和普通物质之间的湮灭来产生巨大的推力,有望在未来的航天探索中发挥重要作用。

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  1. 物理中的湮灭是谁提出
  2. 宇宙护卫队闪电飞梭最大功率
  3. 马斯克的火箭有什么意义
  4. 拦截小行星,人类有办法吗
物理中的湮灭是谁提出

狄拉克预言指的是,1931年著名的英国物理学家狄拉克首先从理论上用极精美的数学物理公式预言,磁单极子是可以独立存在的。他认为,既然电有基本电荷电子存在,磁也应有基本磁荷磁单极子存在,这样,电磁现象的完全对称性就可以得到保证。因此,他根据电动力学和量子力学的合理推演,前所未有地把磁单极子作为一种新粒子提出来。

当一种基本粒子和它的反粒子相遇时,两个粒子一起“消失”而转化为新的基本粒子并伴随能量辐射的现象。例如,正电子只能存在一瞬间,当正电子与通常的电子相遇时会发生湮灭,此时正负电子都消失而出现一对γ光子。

物质和它的反物质相遇时,会发生完全的物质能量转换,产生如光子的能量形式,这个过程称之为湮灭,又称互毁、相消、对消灭。例如电子与正电子之间的有效碰撞后消失并产生夸克等新物质与高能光子(y射线)等能量的过程。

湮灭反应

就是正反物质相遇所产生的爆炸。大家几乎都知道在宇宙这个"自然界"有原理或工作正好相反的物质,我们为区分它们,所以叫它们正物质与反物质.这两个物质一旦相遇便会产生爆炸。

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。1932年,由美国物理学家安德逊在宇宙射线中发现了正电子,从而证实了狄拉克的理论。

在宇宙中,天文学家们发现经常会出现一种爆炸,经过科学家们的分析,这种爆炸是由正、反物质的湮灭其遵守爱因斯坦的质能守恒定律E=mc^2中E为湮灭产生能量,m为物质湮灭前总质量,c为光速3x10^8米/秒。举例来说,二分一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)引起的,威力巨大,同时伴随有γ射线的产生,景象十分壮观。

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公式E=mc^2释

放巨大的能量,就目前所知道的所有物理反应而言,这是效率最高的燃烧方式。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。

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。

正电子湮没

正电子湮没是指正电子射入凝聚态物质中,与周围达到热平衡后,与电子湮没的同时发射出γ射线。正电子湮没技术对原子尺度的缺陷十分敏感,因此,它是研究纳米微晶材料结构和缺陷的一种十分有效的手段。纳米材料中如果含有空位、位错或空洞等缺陷时,由于这些缺陷会强烈吸引正电子,使得正电子湮没产生一定的时间延迟(即正电子寿命),通过对正电子湮没图谱的分析,可以知道正电子寿命,从而提供纳米材料的电子结构或者缺陷结构的一些有用信息。

湮没过程

正电子是电子的反粒子,两者构成反物质。正电子只有在没有电子的地方才是稳定的,一旦遇到电子,它们就发生相互作用而湮没。正电子与电子的湮没辐射是一个相对论过程,遵循电荷、自旋、能量、动量守恒和选择定则,一个正电子进入介质后,通过与离子、电子的非弹性散射等相互作用,在极短的时间内就几乎失去其全部动能,成为与分子热运动相平衡的热化正电子,然后以kT量级的动能在介质中扩散、迁移,直到与一个电子相遇而湮没辐射出γ光子。根据正电子-电子对的状态,可湮没辐射出单γ光子、双γ光子、三γ光子,以致多个γ光子。因为动量守恒的缘故,单γ光子湮没辐射仅当正电子与原子的最内壳k层的电子相互作用,或者说仅当存在能吸收反冲动量的第三个粒子(电子或原子核)时,才会发生,其几率很小,可忽略。当正电子与原子的外壳层电子或自由电子的相对自旋取向反平行时,发生双γ光子湮辐射,相对自旋取向平行时,发生三γ光子湮没辐射,三 γ光子辐射的几率也很小。正电子湮没过程中的主要事件是双γ光子辐射。目前绝大部分工作均采用双γ辐射的正电子湮没。

湮没谱的表征

正电子进入介质后,通过与电子、离子的非弹性散射等过程,很快热化而失去其几乎全部动能,并与介质中的电子湮没,辐射出 γ 光子,该 γ光子带出的信息基本上决定于湮没前电子的状态。正电子湮没各种测量仪器所进行的测量均是探测γ 光子,γ光子信号所累计的谱线与试样中的电子状态和组织结构相关。因此,了解和熟悉正电子湮没谱线的各种特征、各种参数是对材料进行研究的基础。

正电子湮没谱线的主要表现特征有3个:①正电子湮没寿命;②正电子湮没多普勒能谱展宽;③双 γ湮没辐射角分布。

这3个特征从不同的角度反映了正电子在试样中的同一湮没事件,也就是说正电子湮没技术对同一试样既可采用寿命谱研究,也可用能谱展宽和角分布研究,其结果是一致的。正电子湮没技术之所以倍受人们注意的原因之一是它可以对同一对象进行多方位的分析,而不像有些技术那样仅能提供一到两个参数。

正电子进入介质后,通过与电子、离子的非弹性散射等过程,很快热化而失去其几乎全部动能,并与介质中的电子湮没,辐射出 γ 光子,该 γ光子带出的信息基本上决定于湮没前电子的状态。正电子湮没各种测量仪器所进行的测量均是探测γ 光子,γ光子信号所累计的谱线与试样中的电子状态和组织结构相关。因此,了解和熟悉正电子湮没谱线的各种特征、各种参数是对材料进行研究的基础。

正电子湮没谱线的主要表现特征有3个:①正电子湮没寿命;②正电子湮没多普勒能谱展宽;③双 γ湮没辐射角分布。

这3个特征从不同的角度反映了正电子在试样中的同一湮没事件,也就是说正电子湮没技术对同一试样既可采用寿命谱研究,也可用能谱展宽和角分布研究,其结果是一致的。正电子湮没技术之所以倍受人们注意的原因之一是它可以对同一对象进行多方位的分析,而不像有些技术那样仅能提供一到两个参数。

正电子湮没寿命

正电子湮没寿命就是正电子从产生至进入介质与其中的电子湮没“死亡”的平均生存时间。由于正电子只有在没有电子的地方才是稳定的,只要不遇到电子它就可以一直生存下去,一旦遇到电子便“死亡”。正电子湮没寿命τ决定于正电子湮没速率λ,两者互为倒数关系τ =1/λ。在非均匀电子系统中,湮没速率为:

式中 r0是经典电子半径;|ψ|2是正电子密度;n(r)是正电子湮没位置的电子密度;c是光速。

上式可简写为λ =1/τ =πγ02cn。显而易见,电子密度是决定正电子湮没寿命长短的关键因素。正电子湮没寿命与电子密度成反比。

正电子湮没多普勒展宽能谱

正电子与电子湮没辐射时,正电子和电子的静止质量能和动能(几个eV)全部转变成电磁辐射能———两个γ光子。在正电子-电子对质心坐标系观察,这两个γ光子能量各为0.511MeV,方向相反且成精确的180°,但是在实验室坐标系观察,这两个γ光子能量就不再是0.511MeV,发射方向也不再共线。

正电子湮没辐射角分布

在正电子湮没辐射出的两个γ光子方向不共线,会形成一个夹角θ,其大小与正电子的动能有关。测量正电子湮没多普勒展宽能谱和角分布可以得到电子动量分布方面的信息。

宇宙护卫队闪电飞梭最大功率

根据《宇宙护卫队》系列电影中的描写,闪电飞梭是一种高级太空飞船,具备强大的推进系统和武器装备。虽然没有明确提及其最大功率,但根据其在电影中展示的速度和火力,可以推测闪电飞梭的最大功率应该非常高。它可能采用了先进的离子推进器或者反物质引擎,能够提供巨大的推力和速度。此外,闪电飞梭还配备了强大的能量武器,可以对抗各种敌对舰船和外星生物。总之,闪电飞梭的最大功率应该是非常惊人的,足以让它在宇宙中展现出强大的战斗能力。

根据您提供的信息,宇宙护卫队在一次行动中使用了闪电飞梭的最大功率,成功抢走了卡卡手上的毒蘑菇。但是,具体的最大功率数值我并不清楚,因为这是虚构的故事情节。

马斯克的火箭有什么意义

马斯克的火箭(指SpaceX公司的火箭)有很多意义,其中最重要的是:

1. 降低太空发射成本: SpaceX的目标之一是降低太空发射的成本,通过多次使用可重复使用的火箭,以及大规模生产和改良火箭技术,从而使外太空探索和商业太空活动更加经济高效。

2. 推进太空技术发展:SpaceX还推进了太空技术的发展,如重复使用火箭,再次利用过去的技术,开发新的火箭发动机等,从而为未来的太空探索和商业化提供更先进的技术。

3. 实现太空探索:马斯克的火箭为实现人类探索外太空的梦想做出了巨大的贡献,通过将人类带到国际空间站和即将带人类登上月球和到火星等目标,从而开拓了人类的视野和未来的未来。

总的来说,马斯克的火箭在促进太空技术发展,实现太空探索和商业化等多个领域都具有很大的意义和价值。

马斯克的火箭(包括SpaceX公司的猎鹰火箭和星际飞船)具有以下几个重要意义:

推动太空探索和利用:马斯克的火箭技术可用于发射卫星、建造太空站、运送航天员和货物等。这有助于推动太空探索和利用,拓展人类的知识和资源范围。

降低太空探索成本:马斯克的火箭使用可重复使用的技术,相对于传统火箭发射系统,可以降低太空探索的成本。这有助于增加太空探索的可持续性和经济性,让更多的人参与到太空领域的探索和开发中来。

推动全球科技创新:马斯克的火箭技术涉及多个领域的科技创新,如火箭发动机技术、航天器材料技术、自主导航技术等。这些技术的推广和应用将促进全球科技创新和进步。

提高地球生态环境的保护意识:马斯克的火箭技术也可以用于监测和预警自然灾害、气候变化、环境污染等问题。这有助于提高全球公众的环保意识,推动地球生态环境的保护和改善。

总之,马斯克的火箭技术对于推动太空探索、降低太空探索成本、推动全球科技创新和提高地球生态环境的保护意识等方面都具有重要的意义。

马斯克的火箭首先象征着人类探索和开发太空的进步和发展。通过他的公司 SpaceX 开发和测试不断进步的火箭和太空舱,为未来的航天探索,太空旅游以及建立在太空的基地奠定了基础。

同时,马斯克的火箭极大地促进了航天技术的进步和发展,使得航天器能够更加灵活、可靠地执行任务,提高了人类探索深层空间和研究地球的能力。

此外,马斯克的火箭还为人类提供了一个新的出行方式,可以让人们更快地到达目的地,减少传统模式下的时间成本和能源消耗。综上所述,马斯克的火箭具有重要的科技意义、实践意义和商业意义。

马斯克的火箭有很多重要的意义:

1. 探索太空:马斯克的火箭可以把人类送上太空,让我们更深入地探索宇宙。这可以帮助我们了解更多有关宇宙的信息,包括行星、恒星、星系和宇宙起源等。

2. 加速太空科技进展:马斯克推动了太空科技的进展,促进了太空航天技术的发展。他提供了新的途径和思路,从而鼓励其他人在这个领域做出更大的贡献。

3. 确保人类的未来:如果人类能够在其他星球上生存,就能够确保我们的未来。马斯克的火箭技术为人类未来提供了一个新的出路,我们可以利用这些技术来探索并建立新的人类聚居点。

4. 为现有行业带来变革:马斯克的火箭技术正在为现有的航空和航天行业带来重大的变革。它的发展正在推动行业向更加环保和高效的方向发展。

总之,马斯克的火箭为人类的未来带来了巨大的希望,并促进了科技进步和行业变革。

推进了太空探索进程。SpaceX 公司的火箭为商业航天奠定了基础,成为了太空探索的领导者之一。这些火箭能够将人类送入轨道并到达国际空间站等地,这意味着未来能够更深入地研究和探索太空。

促进了太空产业的发展。SpaceX 公司的火箭研究和生产,带动了太空产业的蓬勃发展。随着私人企业的入驻,太空产业不再仅仅局限于政府机构,大量创业公司进入该领域,推进了太空技术的发展。

降低了太空成本。 SpaceX 公司的火箭大幅降低了太空发射成本,相较传统的太空发射方式,它可以进行多次使用,从而大幅降低了发射成本。这使得更多的公司能够负担太空探索和利润,进一步促进了太空产业发展。

促进人们对可持续发展的认识。除了太空探索的产业意义外,SpaceX 公司的火箭也是可持续发展的一个样板。减少锻鍊集体场所,支持布局升级,这都是馬斯克于2020年疫情期间为确保员工健康所采取的举措。 SpaceX 公司用电动汽车取代传统的燃油车,并使用可再生能源来产生电力,这是未来可持续发展的重要措施。

马斯克火箭最大的意义在于增加了制造业发展的引擎。

首先马斯克的回收技术并不是他的首创,20世纪70年代美国就在火箭回收上采用降落伞进行了试验,和现在我们中国航天科技集团现在做的差不多,80年代更是开发了航天飞机希望能够实现轨道级的重复使用,虽然存在一些问题,但是也为后人积累了一些经验。

拦截小行星,人类有办法吗

1. 首先,人类有拦截小行星的技术和能力。这已经在几个小行星和彗星上实现过。

2. 人类可以运用多种方法来拦截小行星。其中一种方法是接近小行星并改变其轨道,使其远离地球。这可以通过向小行星发射推进器(如离子发动机)或撞击小行星的表面来实现。

3. 另一种方法是利用引力拖曳。通过在小行星旁边放置一个大型物体,例如飞行器,可以利用引力将小行星拉离地球。

4. 还有一种方法是将小行星排向安全区域。这可以通过向小行星发射炸弹、导弹等物体来实现。这将使小行星一分为二或者散成碎片,不会对地球构成威胁。

5. 实际操作可能需要准确计算小行星的位置和速度,以便对其进行精确的拦截。同时,拦截小行星需要大量的资源和时间,需要国际合作。

6. 因此,人类有能力拦截小行星,但需要切实加强国际合作,加大研发资金,以确保全球安全。

目前最靠谱、最可行的方案只有核爆摧毁、激光剥蚀、撞击这三种方法。

核爆摧毁

这个方法最简单粗暴,也最行之有效。当人类发现有小行星要撞击地球时,立即发射人类最强武器——核弹,将整颗小行星炸成无数碎块。之后这些碎块将会在地球大气层中燃烧殆尽,原本的灭顶之灾将变成一场美丽的流星雨,想想还有点浪漫。

激光剥蚀

这个方法要用激光武器直接照射攻击小行星,最好是能把小行星彻底解体。如果不能,那也要让小行星表面的物质发生散射,形成反推力,把小行星推出现在的轨道。

撞击

简单地说,就是以其人之道还治其人之身。人类需要向小行星发射一个超大质量的飞行器,然后让飞行器在宇宙中不断加速,最后以超高速度撞向小行星。小行星由于自身质量小,没有像地球这样稳定的运行轨道,只要找好角度,超大质量飞行器的高速撞击足以让小行星偏离原来的轨道,哪怕只是偏离一点点,也足够让小行星和地球擦肩而过。

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