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现在我们掌握了一个规律 ， 哪种物质的作用最大 ， 能量最高 ， 最稀有 ， 就越贵 。 那么最稀有的物质是什么呢？或者说什么物质含有人类需要的能量？你可能认为金是稀有金属 ， 铀是裂变材料 。 这两种物质与其他元素相比 ， 很难获得 ， 但它们在地球上的储量还是很大的 ， 可以说是宇宙中取之不尽用之不竭的 。
今天我们要讲的是这种物质 ， 在地球上是找不到的 ， 即使你搜遍整个宇宙 。 是反物质 ， 不仅稀有 ， 而且其反应后释放的能量也无法与核反应相比 。 你可能以前听说过反物质 ， 也可能忘记了它是什么 。
事实上 ， 反物质是正常物质的对立面 ， 或者说是正常物质的逆版本 ， 在性质上与组成正常物质的所有粒子基本相同 。 它们质量相同 ， 自旋相同 ， 电荷数相同 。 比如最简单的氢原子 ， 它是由质子和电子组成的 ， 是众所周知的正物质 ， 而氢原子的逆版本是反氢原子 ， 由反质子和反电子组成 。
【每克62万亿美元，这是地球上最贵的物质，可让人类实现星际旅行】反粒子和正粒子的区别在于 ， 它们的电荷相反 ， 重子和轻子数相反 。 这就导致了两者价值的巨大差异 。 一克氢原子不值钱 ， 因为地球上的水中有很多氢原子 ， 你可以在家电解水制氢 。
但是你在宇宙中找不到一克反氢原子 。 虽然人类已经掌握了制备反物质的方法 ， 但是一克最简单的反氢原子的价值是62.5万亿美元 。
这个区别可见一斑 。 除了稀有 ， 对人类的作用也很大 ， 是所有已知物质无法替代的 。 虽然我们现在在宇宙中找不到反物质 ， 但在宇宙早期 ， 也就是大爆炸后一分钟 ， 反物质在宇宙中就很丰富了 ， 科学家估计当时反物质和正物质的量是相等的 。
也就是说 ， 反物质和正物质一样多 。 这两种物质是早期宇宙高能辐射碰撞产生的 。 原理很简单 ， 就是爱因斯坦的质能方程；当两个高能光子相互碰撞 ， 携带的能量大于某个粒子的剩余质量(能量的一种形式)时 ， 能量会自发产生这个粒子的正负粒子版本 。
然后产生的正负粒子会因为电荷相反在瞬间被完全湮灭 ， 然后产生两个高能光子 ， 然后这两个光子产生正负离子 ， 再被湮灭... ， 并继续这样循环 。 当宇宙膨胀冷却 ， 光子能量减少到不足以产生正负粒子时 ， 那么之前产生的相同数量的正负物质就会成对湮灭；
因此 ， 科学家认为 ， 在大量正负物质湮灭后 ， 宇宙中除了光子之外 ， 应该只有极少量的正负物质粒子 ， 由于它们之间的距离很远 ， 所以无法湮灭；这样 ， 宇宙就不会产生我们今天看到的行星、恒星、星系和由正常物质组成的大规模结构 。
但实际上 ， 观察我们今天的宇宙确实是以正常物质为主 ， 而反物质消失得无影无踪 ， 只能说明宇宙中发生了一些我们现在理论上无法理解的事情；
物理学现在的一个难题 ， 就是所谓正负物质的不对称量 。 目前看来 ， 宇宙早期的正物质量应该比反物质多1/100亿 。 反物质最终被消耗掉之后 ， 剩下的正物质保留到今天；
这些正物质组成了我们今天在宇宙中看到的一切 ， 包括你我 ， 还有你手里的手机 。 至于当时发生了什么 。 虽然我们现在还不知道 ， 但是科学家相信一定有一些质量更高的粒子没有被我们发现 。 正是这类粒子的正负物质版本不服从电荷对称性(即C对称性破缺)和电荷守恒(即CP对称性破缺) ， 破坏重子数守恒 。
衰变时产生正负粒子不对称 。 希望以后能找到这种粒子 ， 解开反物质消失之谜 。 反物质和正物质相遇后会完全湮灭 ， 这是一种不留残渣的反应 ， 其中包含的质量会瞬间转化为纯粹的能量 。
这种反应的效率比核反应高几百万倍 ， 核反应只释放一部分结合能 ， 这部分结合能是质子和中子在核内重组而强烈产生的 。 在这个过程中 ， 只会损失一小部分质量 。 比如三个质子结合形成氦4后 ， 你称一下 ， 质量只损失了7% 。 相当小的一部分 。 但是如果你取四个反质子和四个质子 ， 让它们相遇 ， 你会瞬间失去八个质子的质量 。 你可以大致算一下上图的数字 ， 差距很大 。
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