好些科幻電影和小說裏啊，老是出現反物質武器、反物質空間之類的概念，要麽就把反物質當成星際飛船超厲害的燃料。這反物質的能量啊，大得超乎常人的想象。就說一克反物質吧，釋放的能量能頂兩顆廣島原子彈呢。10克反物質產生的推力，能讓飛船一個月就飛到火星。不過呢，這反物質也貴得離譜，一克就得花上百萬億美元。到底啥原理讓反物質有這麽老大的能量呢？又為啥反物質造價這麽高得嚇人呢？在正式開始今兒個的主題之前啊，咱們先一塊兒琢磨琢磨，反物質被發現了，這到底是好事還是壞事呢。
1. 反物質是咋來的呢？
反物質的研究啊，得先從英國物理學家保羅·狄拉克那兒說起。微觀世界裏呢，粒子待的地兒只能用概率去描述，描述這概率的方程式叫波函數方程式，是薛定諤提出來的，所以也叫薛定諤方程式。薛定諤方程式是不錯，可它本質上不是相對論那種形式的，描述高速運動的粒子時就會出岔子。1929年的時候，狄拉克就把相對論引進量子力學裏了，搞出個特有名的狄拉克方程式。不過當時好多人都質疑這個方程式呢。用狄拉克方程式求解的時候，電子會有負能階，這可跟常識對著幹了。電子有好多不同的能階，最低的叫基態，往上可能有第一激發態、第二激發態啥的，哪來的負能階啊？狄拉克最後給的說法是：負能階帶正電，已經被帶負電的電子填滿了，所以電子沒法躍遷到負能階，咱也就感覺不到它存在。這片由負能階和電子組成的地兒就是咱們說的「真空」。1931年，狄拉克又說電子的反粒子也就是反電子是存在的。他還進一步講，質子和其他粒子也該有對應的反粒子。要是所有粒子都有反粒子，那就可能有完全由反粒子組成的物質，這就是反物質唄。這就是人類頭一回覺著可能有反物質。
1932年的時候啊，美國有個科學家叫安德森，這人想探索反物質是咋回事兒呢。他就用那個叫「韋遜雲室」的實驗器材去瞅宇宙射線，嘿，這一瞅可不得了，無意中就瞧見了帶正電的電子。安德森就管這帶正電的電子叫正電子。您想啊，平常的電子都帶負電，這麽一看，這正電子可不就是電子的反粒子嘛。後來到了1955年，意大利有個物理學家叫塞格雷，還有個美國的物理學家張伯倫，這倆人發現了反質子。這還沒完呢，就過了1年，1956年的時候，美國的科學家考克又發現了反中子。這麽一來二去的，大家就慢慢明白過來了，可不只是電子、質子、中子啊，所有的微觀粒子都有對應的反粒子呢。好些年過去，到了1995年，歐洲核子中心有個叫華瑟的，帶著科研團隊鼓搗出了反氫原子。得嘞，打這兒起，人類就有制造反物質的本事嘍。
2. 反物質那嚇人的威力
在物理學裏，「守恒」那可老重要了。就說愛因斯坦搗鼓出狹義相對論之後吧，按照E = MC2這公式，咋能把盡可能多的質素給「勾引」出來，變成能量釋放出去呢，這就成了物理學研究裏的熱門事兒。科學家照著愛因斯坦狹義相對論裏的「能量守恒公式」，鼓搗出了原子彈和氫彈。可原子彈（轉化率才0.135%）和氫彈（轉化率0.7%），這核分裂能量釋放轉化率也太低了。得嘞，科學家就把目光轉到了「更危險」的反物質研究上。反物質嘛，簡單理解，就像是正常物質的鏡子裏的像，兩邊是對稱的。這裏邊有個特重要的特性，反物質和物質一碰上，就相互抵消、一塊兒沒了，還能產生老大的能量。正反物質這麽一抵消之後，可不會再弄出啥相應的物質元素了，而是變成兩個沒質素的光子。這就意味著，正反物質抵消釋放能量的時候，消耗的是這兩種物質的全部。所以啊，跟核分裂或者核聚變比起來，正反物質抵消釋放的能量，那是誰也比不上的。按照質能方程式E = MC2，要是一克反物質擺脫磁束縛，跟正常物質一接觸，這一克反物質就和正常世界裏的一克物質相互抵消了，總共兩克物質就變成純能量釋放出去了，那威力就跟4.3萬噸TNT爆炸一樣。簡單說，一克反物質的威力相當於兩顆廣島原子彈。這能量到底是啥概念呢？而且反物質抵消可不像原子彈爆炸，它不產生輻射。這麽一來，反物質可不就理所當然地成了比核能更理想的能源物質嘛。
3. 反物質有啥價值呢？
科學家為了揭開反物質的神秘面紗，鼓搗出個造價千億的粒子對撞機。物理學家就用這玩意兒收集「反物質」。眼巴前兒呢，在實驗室裏制造正電子、負質子這樣的基本反粒子倒是做到了，可除了反氫原子，那些能構成反物質的其他反原子、反分子啊，啥都沒找著。到現在為止，美國費米實驗室弄出來的反質子全加一塊兒還不到15毫微克呢，世界上最大的粒子物理研究中心歐洲粒子物理研究所搞出來的反物質總共才一毫微克。就照現在這科技水平，想弄出一克反物質，那簡直是白日做夢。
哪怕使上世界上最大的大型強子對撞機，沒個數百萬年的對撞，都甭想得到反物質呢。這反物質啊，和普通物質可不一樣，哪怕就碰上一丁點兒普通物質，「噗」的一下就湮滅沒了。所以啊，就算有本事大規模造這反物質，想把它存起來那也是難如上青天。不過呢，科學家們沒少研究，發現磁場這玩意兒插一杠子的話，好像能讓反物質多活會兒，從一開始的幾微秒能撐到大概0.17秒了。這時間雖說還是短得可憐，但對科學家來說，能撐這麽久已經是到頂兒了。雖說科學家研究反物質已經有了些初步成果，可真要把這能源徹底拿捏住，那還得走老長的路呢。反物質這東西少得可憐，以前一克能賣到100萬億，過了幾年科技發展了，現在制作成本一克也還得大概62.5萬億呢。這麽貴，私人肯定是想都別想，只能國家管著，這對人類來說也算是不幸中的萬幸了。
4. 反物質能有啥用呢？
嘿，您知道嗎？反物質在醫學領域都已經派上用場了呢。好多醫院裏用的PET器材啊，就是靠正電子來把身體影像給顯示出來的。簡單說呢，就是往身體裏弄點正電子進去，這正電子跟咱們身體裏的電子一碰上啊，就「同歸於盡」了，這時候就會放出能量來，這能量能弄出特別亮的光，這麽一來，身體裏的毛病就更容易被瞅見了。不過呢，反物質雖說能在醫療上用，可它真正厲害的地兒可不是這兒。您想啊，那些一門心思要弄出大規模「能量大爆發」的研究啊，到最後都是為軍事服務的，原子彈、氫彈不就是這樣嘛，反物質的研究也沒逃開這個套路。就說今年特火的科幻片【流浪地球2】吧，整部片子設定的大框架就是用了「反物質和正物質」這麽個概念。但反物質可不是只能用來做那種「毀天滅地」的武器的。科學家為啥一直研究反物質呢？因為反物質能用來對付地球以後可能出現的「能源大危機」，還能給人類以後探索宇宙提供能源動力呢。科學家發現啊，反物質能把人類帶進「宇航新時代」，它能把人類對宇宙飛船飛行速度的認識給徹底打破。有專家估摸啊，反物質能把飛船的速度從現在最高的光速的萬分之一，一下子提到光速的十分之一呢。就10克反物質產生的推力，就能讓飛船一個月就到火星。到那時候啊，人類星際移民可就不是做夢了。這對航天和物理領域來說，那可真是一個超級大的進步啊。
