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反物质动力宇宙飞船:创造反粒子的新方法可能使科幻梦想成真

2019-08-05 12:20:12 来源:工人日报

  

反物质动力宇宙飞船:创造反粒子的新方法可能使科幻梦想成真

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人们在2004年4月24日在圣保罗举行的Sambodrome Skolbeat音乐节的狂欢派对中跳舞。 照片:REUTERS / Paulo Whitaker PW

由反物质驱动的航天器 - 我们的宇宙构成的物质的镜像 - 几十年来一直是一种常见的科幻小说。 与化学燃料相反,需要几吨才能产生实质性的推力,只有毫克的反物质,当它与物质接触时会消耗大量的能量,可以为火星的载人任务提供动力。

问题? 无论是在所需的资金还是能源方面,反物质的制造都非常昂贵。 1999年,美国宇航局估计,制造一克反氢可能需要62.5万亿美元。

“如果人类制造的所有反物质都被立刻消灭了,产生的能量甚至不足以煮出一杯茶,”Diana Kwon去年为写道。

现在,来自俄罗斯科学院应用物理研究所(IAP RAS)的一组研究人员已经找到了一种以高效且经济的方式制造反物质的方法 - 通过聚焦高功率激光脉冲。

他们的计算,在最新一期的等离子体物理学杂志中 ,是基于一种称为量子电动力学(QED)的概念,该概念表明强电场可以将物质 - 反物质粒子从虚拟状态转换为真实状态,其中它们是可以直接观察到的。

研究人员认为,这可以产生所谓的QED级联 - 一种在实验室中尚未观察到的各种连锁反应。

“它首先是激光场内电子和正电子的加速,”来自IAP RAS的共同作者Igor Kostyukov在一份 。 “接下来是加速电子和正电子发射的高能光子。 然后,高能光子的衰变产生电子 - 正电子对,继而产生新一代级联粒子。 QED级联导致电子 - 正电子高能光子等离子体的类雪崩生成。“

下一步将是使用计算在实验室中实际执行该过程,如果成功,可以为制造廉价反物质铺平道路,为不远的未来的宇宙飞船提供动力。

“它为这些类型的相互作用提供了新的见解,”Kostyukov说。 “更实际的应用可能包括开发高能光子和正电子的激光等离子体源的先进理念,其亮度明显超过现代光源。”


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(责任编辑:昌圄瘛)
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