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有没有比核聚变更强大的聚变?

2017-11-23  汉上踏歌

在今年11月初的时候《nature》杂志上曾发表过一篇关于夸克聚变的文章,证实了夸克聚变是一种比核聚变威力大8倍的聚变,以重水为原料的核聚变中,一个氘原子和一个氚原子发生聚变所释放的能量大约是17兆电子伏,而两个亚原子对撞所形成的夸克聚变会释放138兆电子伏的能量。因为夸克聚变的时间非常短暂,无法形成连锁反应,因此目前只存在理论上的聚变可能。

比核聚变威力更大的反应除了夸克聚变还有正反物质湮灭(虽然它不是一种聚变反应)。湮灭一般来说指的是物质和它的反物质相互撞击将质量转化为伽马射线等能量的过程,例如带负电的电子和带正电的电子它们相互撞击就是湮灭。核聚变反应能量的转化率并不高不超过4%,而根据爱因斯坦的质能方程,正反物质湮灭会将质量全部转化为能量100%得转化,这是目前已知的效率最高的能源物质,一个可乐瓶盖那么大小的反物质和它对应的正物质反应所产生的能量可以让一艘星际飞船航行1000光年的距离。

通古斯大爆炸是有记录以来,唯一有可能是正反物质湮灭所引起的爆炸,超过2000平方公里的几千颗树木被烧毁,据说当时在地球的另一端也能感受到震感,科学团队搜寻了很多天也没能发现引起爆炸的物质,因此被认定是由外来的小型反物质天体撞击地球和空气中的正物质发生湮灭所引起的爆炸。

反物质状态极其不稳定,很难在自然界中存在,欧洲核子研究中心的科学家利用磁场来拖住反物质,让反氢原子与氢原子接触延缓。可以将“牵制”反氢原子的时间延长到0.1秒的量级,虽然只有0.1秒,但这对于观察研究反物质来说这个时间已经“足够长”。

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