现在的航天器从
地球到火星飞一个来回约需2年时间,如果有4名航天员乘坐航天器往返火星一次,需带去的补给用品及制氧制水设备的重量将达100吨以上。所以人们把目光转向反物质。如果用反物质来推动航天器,只需要1克重的反物质就可以实现几个星期往返火星一次。那么,人们要问,究竟什么叫反物质?它为什么能有这么大的本领呢?
我们知道,宇宙是由物质组成的,而物质又是由分子和原子组成的。原子是由带负电的电子和带正电的原子核组成的。设想一下,如果由带正电的电子和带负电的原子核来组成原子,那么这种原子就叫反原子。而反物质就是由反原子组成的。当物质与反物质相遇时会释放出巨大的能量,同时它们相互湮灭。物质和反物质在相互湮灭过程中所产生的能量,是化学燃烧产生的能量的100亿倍。但我们现在看到的只是物质世界,而不见反物质世界。
早在1928年,英国理论物理学家狄拉克曾预测一种电子的反粒子——正电子的存在,正电子的质量与电子相等,但携带的是正电荷。后来又预言宇宙中正物质和反物质各占一半。1932年,美国物理学家安德逊在宇宙射线实验中果然发现了正电子,证实了狄拉克的预言。1955年
科学家又获得了反质子。1957年又发现了反中子……这些都是在实验室中获得的。
1996年1月,德国
科学家在欧洲核子研究中心首先制造出9个反氢原子,不过只是在高能粒子加速器中生成,并又在那里一现而逝,一个也拿不出来。1996年11月,美国费米实验室用质子—反质子对撞机制造出7个反氢原子。最近,费米实验室用加速器将接近光速的原子流射向用金属镍制成的靶子,用这种方式来获得反物质,还专门制造一种容器来储存制成的反物质。但他们一年只能制造十亿分之一克的反物质,而且需耗资8000万美元,所以,要完成这个目标是十分困难的。
利用反物质来推动航天器是一种未来的技术。但一些
科学家正试验利用物质和反物质的相互作用所产生的巨大能量来杀死癌细胞。