什麼是反物質反應堆？
當反物質遇到物質時，兩者湮滅並通過E=mc²將100%的質量轉化為能量。1克反物質產生180太焦耳的能量。
為什麼重要？僅1毫克反物質就能為飛船提供前往火星的動力。
📖 深入了解
類比 1
想像一下，一種燃料的威力強大到一個迴紋針的重量就可以將火箭發射到月球。那就是反物質。收穫是什麼？你需要一個由純磁場製成的「燃料箱」——因為如果燃料接觸到箱壁，燃料和箱壁都會爆炸成純光能。這個模擬器可以讓你設計那個看不見的磁性瓶子。
類比 2
每個粒子都有一個邪惡的雙胞胎－相同但電荷相反。當雙胞胎相遇時，他們都消失在純粹能量的閃光中，就像兩塊相互抵消的拼圖。令人困惑的是，為什麼宇宙大部分都是規則的碎片，而鏡像雙胞胎卻很少——這是物理學中最大的未解之謎。
🎯 模擬器提示
初學者
從正電子開始，然後按開始。觀看物質（藍色）和反物質（紅色）粒子在室內碰撞，產生金色伽瑪射線爆發。增加註射速度可以看到更多的湮滅。
中級
切換到反質子，每次湮滅能量增加 1836 倍。嘗試不同的遏制模式並觀察遏制穩定性如何變化。當穩定性低於 80% 時加強遏制。
專家
最大化光束能量並優化真空水平以獲得峰值效率。嘗試使用 Ioffe-Pritchard 陷阱進行反氫——這反映了 CERN 真實的 ALPHA 實驗條件。觀察陷阱幾何形狀如何影響安全殼穩定性。
📚 術語表
🏆 關鍵人物
Paul Dirac (1928)
從他的相對論電子方程式預測反物質的存在，1933年諾貝爾獎
Carl Anderson (1932)
在宇宙射線雲室照片中發現正電子，1936 年諾貝爾獎
Jeffrey Hangst (2010)
領導 CERN 的 ALPHA 實驗，首次捕捉並測量反氫原子
Gerald Gabrielse (2002)
哈佛物理學家在歐洲核子研究中心使用潘寧陷阱進行了最精確的反物質測量
Makoto Fujiwara (2017)
領導關鍵 ALPHA 反氫光譜測量的 TRIUMF 研究員
🎓 學習資源
- Observation of the 1S–2S transition in trapped antihydrogen [paper]
第一個反物質氫光譜，與氫進行比較以測試 CPT 對稱性（《自然》，2017 年） - Antimatter propulsion for deep space exploration [paper]
反物質作為星際任務終極火箭燃料潛力的早期分析 - CERN Antimatter [article]
CERN 的反物質研究計畫包括 ALPHA、AEgIS 和 BASE 實驗 - ALPHA Experiment [article]
CERN 世界領先的反氫實驗