什么是反物质反应堆？
当反物质遇到物质时，两者湮灭并通过E=mc²将100%的质量转化为能量。1克反物质产生180太焦耳的能量。
为什么重要？仅1毫克反物质就能为飞船提供前往火星的动力。
📖 深入了解
类比 1
想象一下，一种燃料的威力强大到一个回形针的重量就可以将火箭发射到月球。那就是反物质。收获是什么？你需要一个由纯磁场制成的“燃料箱”——因为如果燃料接触到箱壁，燃料和箱壁都会爆炸成纯光能。这个模拟器可以让你设计那个看不见的磁性瓶子。
类比 2
每个粒子都有一个邪恶的双胞胎——相同但电荷相反。当双胞胎相遇时，他们都消失在纯粹能量的闪光中，就像两块相互抵消的拼图。令人困惑的是，为什么宇宙大部分都是规则的碎片，而镜像双胞胎却很少——这是物理学中最大的未解之谜。
🎯 模拟器提示
初学者
从正电子开始，然后按开始。观看物质（蓝色）和反物质（红色）粒子在室内碰撞，产生金色伽马射线爆发。增加注射速度可以看到更多的湮灭。
中级
切换到反质子，每次湮灭能量增加 1836 倍。尝试不同的遏制模式并观察遏制稳定性如何变化。当稳定性低于 80% 时加强遏制。
专家
最大化光束能量并优化真空水平以获得峰值效率。尝试使用 Ioffe-Pritchard 陷阱进行反氢——这反映了 CERN 真实的 ALPHA 实验条件。观察陷阱几何形状如何影响安全壳稳定性。
📚 术语表
🏆 关键人物
Paul Dirac (1928)
从他的相对论电子方程预测反物质的存在，1933年诺贝尔奖
Carl Anderson (1932)
在宇宙射线云室照片中发现正电子，1936 年诺贝尔奖
Jeffrey Hangst (2010)
领导 CERN 的 ALPHA 实验，首次捕获并测量反氢原子
Gerald Gabrielse (2002)
哈佛物理学家在欧洲核子研究中心使用潘宁陷阱进行了最精确的反物质测量
Makoto Fujiwara (2017)
领导关键 ALPHA 反氢光谱测量的 TRIUMF 研究员
🎓 学习资源
- Observation of the 1S–2S transition in trapped antihydrogen [paper]
第一个反物质氢光谱，与氢进行比较以测试 CPT 对称性（《自然》，2017 年） - Antimatter propulsion for deep space exploration [paper]
反物质作为星际任务终极火箭燃料潜力的早期分析 - CERN Antimatter [article]
CERN 的反物质研究计划包括 ALPHA、AEgIS 和 BASE 实验 - ALPHA Experiment [article]
CERN 世界领先的反氢实验