一克价值62.5万亿美元的反物质，在宇宙中到底是什么物质呢？

中国一线城市的房价怎么样，你可能觉得有点贵，但是和反物质相比，那么点钱就不值一提了。

反物质是世界上最昂贵的物品，每克价格是62.5万亿美元（1克反氢原子的成本）！而2018年中国的GDP总量只有13.2万亿美元左右！

反物质是什么?

很多人应该都好奇这么贵的东西到底是什么！事实上，在过去很长一段时间里，人们都不确定反物质是否确实存在。

1928年，英国科学家保罗·狄拉克预言了反物质的存在。四年后，另一位科学家证明了这是真的。

反物质是由与普通物质相同但带相反电荷的粒子组成的。世界上的每一个粒子都有一个相反的反粒子。

反物质是正常物质的对立面，更具体地说，反物质的亚原子粒子具有与正常物质相反的性质，这些粒子的电荷是相反的。

为了更好地理解反物质，我们需要对物质有更多的了解。物质由原子组成，原子是氢、氦或氧等化学元素的基本单位。

每个元素都有一定数量的原子:氢原子只有一个原子、氦有两个原子等等。

原子的宇宙是复杂的，真正的探索才刚刚开始。然而，从一个简单的角度来看，原子内部有被称为电子、质子和中子的粒子。

图为：带相反电荷的电子

反粒子

在原子的核心，也就是原子核里，有质子(带正电荷)和中子(带中性电荷)。通常带负电荷的电子占据着原子核周围的轨道。轨道的变化取决于电子被“激发”的程度(也就是说它们有多少能量)。

根据美国宇航局的说法，反物质的电荷与物质相反。反电子(称为正电子)的行为像电子，但带正电荷。反质子，顾名思义，是带负电荷的质子。

这里要说明的是，反物质不是反引力，虽然还没有得到实验的证实，但现有的理论预测，反物质对重力的作用与正常物质相同。

反物质在哪里

NASA称，这些反物质粒子(被称为“反粒子”)是在大型粒子加速器上产生和研究的，比如欧洲核子研究中心(CERN)运营的大型强子对撞机。

粒子对撞机每天都会产生反粒子。在这些对撞机中，粒子束加速到高速碰撞(与目标或彼此碰撞)，喷出一堆更奇特的粒子(包括反粒子)，不过通常是短暂的存在。

在大爆炸后的最初时刻，只有能量存在。随着宇宙的冷却和膨胀，物质和反物质的粒子产生的数量相等。至于为什么现在物质占主导地位仍是个未解之谜。

有一种理论认为，在宇宙诞生之初，产生的正常物质要多于反物质，因此即使在相互湮灭之后，仍有足够的正常物质留下来形成恒星、星系和我们人类。

图为：用电磁陷阱储存反粒子

反物质是如何存储的?

粒子与其反粒子之间的任何接触都会导致它们立即湮灭，它们的质量会转化为纯粹的能量。因此，为了包存储反粒子，你必须把它们从所有粒子中分离出来。

通过使用电磁陷阱将粒子限制在磁场中，使它们不会与其他粒子接触，从而有可能存储带电的反物质粒子，如反质子。这些陷阱一般可以容纳大约10^12个相同电荷的反粒子。

然而，相同电荷的粒子相互排斥，所以陷阱中存储的粒子越多，就需要越多的能量来驱动存储它们的磁场。目前还不可能储存大量的反质子。

对于电中性的反粒子或反原子，情况就更困难了。用恒定的电场或磁场来包含中性反物质是不可能的，因为这些电场对粒子根本没有影响。

科学家们正在研究使用“磁瓶”(磁场不均匀作用于磁矩)或“光学陷阱”(使用激光)的想法，但这仍在研发中。

反物质的用途

最常听说的反物质作用应该是未来航天技术，用于更远的星际旅行，还有就是用于制作反物质武器，还有就是它们的研究价值。

图为：影视作品中的反物质容器

如果你喜欢科幻小说和电影的话，你肯定听说过它们，在《天使与魔鬼》中，0.25克反物质炸弹就足以将梵蒂冈从地球上抹去，而《星际迷航》中的飞船动力来自反物质。

当反物质粒子与物质粒子相互作用时，它们相互湮灭并产生能量。这使得工程师们推测，未来以反物质为动力的宇宙飞船可能是探索宇宙的一种有效方式。

不过NASA警告说，这个想法有一个巨大的陷阱:制造一毫克反物质需要大约1000亿美元。虽然用更少的反物质就能进行研究，但这只是应用所需的最低限度。

要想在商业上可行，这个价格必须下降约1万倍，另外，制造反物质所消耗的能量远远超过反物质与物质反应所产生的能量。

原子弹把原子核的结合能转换成自由能。结合能是原子质量的一部分(质量=能量)，所以基本上总质量的一小部分转化为自由能。

而在物质与反物质的碰撞中，所有的质量都转化为能量。通过E=mc^2就能算出这个能量有多恐怖。

反物质炸弹的作用并不是等于毁灭人类，因为地球随时都有可能受到小行星的撞击，而反物质武器或许可以决绝这个问题。

图为：星际迷航中的宇宙飞船

最后

因为物以稀为贵，在自然界中目前没有发现反物质，只能在粒子加速器中创造。而且存储极其困难。

另外它和物质结合带来的纯能量，据说只要不到17克反物质燃料就能让宇宙飞船航行到离我们最近比邻星（4.22光年）。

虽然，目前这个昂贵的物质还没法使用（有研究价值），但许多人还是认为它是有未来的！许多专家甚至认为反物质可以帮助我们发现和治疗癌症的方法。

参考资料

How is antimatter contained.Angelsanddemons

百度百科.反物质

Live Science Staff.What is Antimatter.livescience.2014.6.20