1、人类创造的反物质数量非常少
物质和反物质的湮灭可以释放出惊人的能量。例如，1克反物质产生的能量可以媲美原子弹爆炸的威力，是一种潜力巨大的新能源。然而，到目前为止，人类只创造了非常少量的反物质。
例如，美国最大的高能物理研究实验室费米实验室拥有世界上能量输出最高的粒子加速器，著名的Tevatron质子/反质子加速器，可以将质子加速到接近光速. 到目前为止，该加速器产生的所有反质子加起来不到 15 纳克（1 纳克 = 10-9 克）。
而世界上最大的粒子物理研究中心欧洲核子研究中心创造的所有反物质只有1纳克。在德国汉堡的德国电子同步加速器，迄今为止只产生了大约 2 纳克的正电子……
如果人类历史上产生的反物质全部湮灭，产生的能量甚至不足以煮一杯茶。
究其原因，问题主要在于反物质的生产和储存成本，以及生产效率。生产 1 克反物质需要 2500 万亿千瓦时的能量和超过 1 万亿美元的成本。由此不难想象人造反物质将是多么稀有。
2、有一种东西叫做反物质陷阱
为了研究反物质，首先你需要把它储存得足够好，以防止它湮灭。现在科学家们发明了储存它的方法。
带电的反物质粒子，例如正电子或反质子，都可以存储在称为“潘宁陷阱”的设备中。
彭宁陷阱就像一个微型粒子加速器。在其内部，反物质粒子沿环形管继续旋转，而磁场和电场将它们困在真空中，防止它们撞击设备的“壁”。歼灭。
但是，潘宁陷阱不能捕获中性反物质粒子，例如反氢原子，因为反氢原子没有电荷，不能被电场限制，所以潘宁陷阱无法发挥作用。
但科学家们发现了另一个陷阱，即“Jofet 陷阱”，它创造了一个磁场向任何方向增加的空间。粒子将被困在磁场最弱的 Joffe 陷阱处，就像珠子只能在碗底滚动一样。
地球磁场也可以充当反物质陷阱。科学家们在地球周围的空间中发现了一种反物质——一条长而窄的反质子粒子带，夹在地球的两层范艾伦辐射带之间。范艾伦辐射带是环绕地球的高能粒子辐射带。
当高能宇宙射线撞击地球上层大气中的分子时，会形成大量的自由粒子。这些自由粒子，连同粉碎它们的宇宙射线粒子，最终被范艾伦辐射带捕获，形成甜甜圈状粒子。辐射区。
科学家通过卫星发现，卫星可以探测到所谓“南大西洋辐射异常”（位于南美洲东部的南大西洋，辐射强度只有一半）上空的高浓度反质子粒子正常辐射区域）。飞地。
这些反质子粒子像宇宙射线粒子一样被困在地球磁场中。在离地一定高度，空气密度已经很稀薄了，那里的反物质粒子和正常粒子的湮灭损失会比较小，可以以范艾伦辐射的形式发射出去。反物质带出现在带子上。
3、反物质可能会“坠落”
反物质粒子和物质粒子具有相同的质量和截然相反的电荷和自旋特性。正如标准模型所预测的那样，引力对物质和反物质的影响应该是相同的，但事实是否如此还有待观察。
一些科学家提出了一个不同的想法：反物质可能会抵抗重力，换句话说，它们可能会向上“下落”。
观察重力对反物质的影响并不像观察苹果从树上掉下来那么容易。这些实验需要将反物质保持在陷阱中，并通过将反物质冷却（到刚好高于绝对零的温度）来减慢反物质的速度。
由于重力是最弱的基本力，物理学家必须在实验中使用中性反物质粒子，以防止更强电场力的干扰。
因此，科学家们还有很长的路要走，要弄清楚一个“反物质苹果”会掉下来还是“掉”起来。
4、研究反物质需要粒子减速器
你听说过粒子加速器，但你可能不知道有粒子减速器。
欧洲核子研究中心花费超过 1000 万美元建造了它所谓的反质子减速器，这是一个周长 188 米的环形存储箱。
在大型强子对撞机等环形粒子加速器中，粒子每转一圈就会获得能量。另一方面，反质子减速器的旋转速度越来越慢，减速器可以利用磁场将高能反质子减速为以大约十分之一光速行进的反质子。
科学家们希望将减速器产生的反质子用于实验，例如用磁场限制反质子，或者将反质子与正电子结合成为反氢原子。原子由带负电的电子和带正电的原子核组成。如果一个原子由带正电的电子和带负电的原子核组成，那么它就是反原子，反原子可以形成反物质。
科学家认为，宇宙诞生时物质和反物质的数量大致相等，那么这种反物质现在去哪里了？一种理论是，在宇宙的某个地方，存在着由反物质构成的星系。还有一种说法，宇宙诞生的时候，物质比反物质多一点。物质和反物质相互湮灭后，剩下的物质构成了现在的宇宙。
要解开反物质之谜，科学家们需要在实验室中制造出反物质，然后才能研究反物质。
目前，在实验室中制造正电子、负质子等反基本粒子并不难，但用正电子和负质子形成反原子则非常困难，因为这两种粒子结合在一起，可以证实它们结合成反原子的工作非常复杂，而这种工作只能依靠反质子还原剂来完成。
5、中微子可能是它们自己的反物质粒子
带相反电荷的物质粒子及其反物质伙伴通常很容易区分，但中微子很特别。作为宇宙中最丰富的粒子之一，数十亿中微子每秒以接近光速的速度穿过人体的每一寸。然而，由于这些质量很小的神秘粒子既不带电，也不与其他物质发生很大的相互作用，因此极难监测。
1930 年代，意大利物理学家 Ettore Majorana 提出，中微子可能是它们自己的反物质粒子。
如果这个理论是正确的，科学家们或许能够看到一种被称为中微子双β衰变的超罕见事件，它指的是放射性原子核的衰变释放出两个电子和两个中微子，因为中微子可能是它们自己的反物质粒子会相互碰撞并湮灭，科学家们只会观察到电子。
如果能证实马约拉纳的预测反物质弹哪个国家有，将有助于解释对称性破缺。科学家们假设中微子既轻又重。我们今天探测到的中微子是轻的，而较重的中微子在大爆炸后不久就消失了。如果能解释重中微子消失的原因，或许就能解开物质存在的谜团。
6、反物质已经有应用了
尽管反物质很难获得和储存，但实际上，反物质已经在一些领域得到应用。
例如，正电子发射断层扫描 (PET) 使用正电子产生人体的高分辨率图像。一些人体新陈代谢所必需的物质，如葡萄糖、蛋白质、核酸、脂肪酸等，可以用能释放正电子的放射性同位素（如香蕉中的钾40)）进行标记，然后注入体内。人体。
在人体的不同组织中，放射性元素释放的正电子和电子会湮灭，产生用于构建图像的伽马射线。在一些易发生疾病的高代谢恶性肿瘤组织中，糖代谢旺盛，正电子积累较多，这些组织的特征可以通过图像更详细地反映。
欧洲核子研究中心的科学家们也在将反物质视为一种潜在的癌症治疗方法，他们已经进行了几项反质子实验来治疗癌细胞。有世界上唯一的反质子减速装置，用于产生低能量、高质量的反质子束。
因为当物质和反物质粒子相遇时，它们会湮灭反物质弹哪个国家有，释放能量。反质子癌细胞治疗实验可以利用这一特性，用肿瘤细胞原子中的一小部分质子湮灭传入的反质子，湮灭后释放的能量产生新的粒子，然后可以破坏邻近的肿瘤细胞。
当前的质子束疗法通常使用质子来破坏患者体内的肿瘤细胞。科学家们比较了治疗癌症的实验。
在实验中，科学家们分别用质子束和反质子束撞击仓鼠细胞。结果表明，杀死相同数量的癌细胞，杀死相同数量的癌细胞所需的反质子量仅为质子量的四分之一，从而显着减少了粒子束。通过正常细胞的数量。
由于反质子会杀死目标区域的癌细胞，同时影响不太健康的组织，因此这种粒子束在治疗复发性癌症方面非常有价值。
科学家们希望下一步将是在人类身上测试临床效果，但预计这还需要十年时间。
7、人们已经在研究如何使用反物质发射宇宙飞船
少量的反物质可以产生大量的能量，使反物质成为未来最受欢迎的燃料。理论上，用反物质作为燃料来推进火箭是可行的。主要问题是如何收集足够的反物质。
目前还没有可以大量生产反物质并使其工作的技术，但是，一些科学家已经开始模拟反物质引擎。
例如，美国肯特州立大学的科学家计算了反物质火箭所能达到的性能。他们使用计算机软件模拟大型强子对撞机中粒子的行为，其中一束质子和一束反质子正面碰撞，产生大量能量。如果能以此为基础设计发动机装置，以这种反物质为燃料的航天器飞行速度将非常惊人。
科学家计算出，由正物质和反物质的湮灭反应驱动的超级宇宙飞船可以以70%的光速在太空中飞行。如果乘坐这样的宇宙飞船，从地球到最近的恒星Proxima Centauri（即半人马座阿尔法星，距离地球4.2光年）只需要6年时间。
如果有一天我们能够解决反物质供应问题，那么星际旅行将不再是梦想。
