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围绕着地球的反物质环
来源:未知     作者:admin      2018-08-09 18:39       
    在一部科幻电影中,有人从欧洲核子中心盗走了一点反质子,差点毁灭了梵蒂冈。虽然电影情节违背物理学事实的地方很多,但有一点倒是没错的,0.25克反质子与质子相遇湮灭释放出的能量的确足以毁灭一个城市了。当然了,以人类现在的技术能力,要制造出这么多反质子得用几十亿年。
    
    沿着地球磁场分布的反质子
    
    而难以人工制造的反质子却有可能天然存在,科学家发现在地球周围却存在着许多反质子,形成了一条围绕着地球的圆环。
    
    地球时刻沐浴在来自银河的高能粒子流中,这些宇宙射线撞击大气,就会产生一系列的新的粒子,其中就有反质子。带电的粒子受到地球磁场的作用,绕着磁感线螺旋运动,从而被束缚在沿着磁场方向分布的区域中,形成了套着地球形似面包圈的辐射带,被称为范艾伦辐射带。
    
    过去,科学家们曾经探测到辐射带中的电子,从而证实了范艾伦辐射带的存在。最近,意大利科学家利用搭载在俄罗斯卫星上的宇宙射线探测装置,在辐射带中找到了反质子。反质子的质量相当于电子的2000倍,在辐射带中所处的位置也有所不同。粒子质量越大,在磁场中螺旋运动的时候绕的圈子也就越大。磁场弱的话,也会让粒子绕的圈子更大一些。所以,在辐射带外围,地球磁场比较弱,反质子运动的时候绕的圈子很大。于是就会一头扎入大气深处,和普通物质相遇湮灭。只有在辐射带内侧地球磁场较强的地方,反质子绕过的圈比较小,才能稳定存在一段时间。探测卫星就是在南太平洋上空的内辐射带中找到反质子的。
    
    在这里的反质子其实能存在的时间也不算长,它们随时都可能和普通物质发生湮灭,一般寿命在几分钟到数小时不等。旧的反质子消失,而新的粒子则在宇宙射线的撞击下诞生,这样反质子环始终保持着存在。
    
    反物质环不会威胁到我们
    
    虽然正反物质湮灭释放出来的能量巨大,但反质子环对我们没什么威胁。电影中0.25克的反质子能毁灭城市,可那足足需要1024个反质子了,辐射带中每时每刻发生湮灭的反质子数量可没这么多,释放出的能量也是很有限的。
    
    辐射带中包括反质子在内的带电粒子,如果说对人类活动有什么不利影响的话,就是会影响卫星等航天器的正常运作,这些高能粒子可能会损伤太阳能电池以及电路芯片。也有科学家建议,可以利用低频电磁波来人工清理辐射带中的带电粒子,保护卫星和其他航天器。
    
    关于反质子环,还有些科学家有着大胆的设想,他们提出可以收集这些反质子,利用它们湮灭时释放出的巨大能量作为未来星际旅行的动力。