人類從未曾刻意摧毀“質量”,但卻揭開了“質量”神秘的面紗

@小哪吒聊科學原創的第15篇科普科學,拒絕任何形式的洗稿或抄襲,違者必究!

半個月以來,幾乎我的每一篇文章中都要提到愛因斯坦的質能公式E=mc2,我們已經知道能量等於質量乘以光速的平方,沒啥可疑惑的。光速的平方是一個恆定的值,那麼能量的多少就會由質量的大小來決定,質量越大,釋放出的能量就越大。而且質量本身蘊含的能量之巨大,已經超越我們想象的空間。

人類從未曾刻意摧毀“質量”,但卻揭開了“質量”神秘的面紗

那麼有的朋友就會說了,二十一世紀的人類,最發愁的問題不就是能源問題麼?既然質量裡蘊含著能量,那我們的能源問題不就解決了嗎?但是朋友,事情並沒有我們想像得這麼簡單,那麼容易上手操作。因為,質量是很難被完全摧毀的!就拿太陽中心的核聚變反應來舉例吧,看著好像太陽每天都在“燃燒”,但一個質子與另一個質子相加變成氘核的過程需要50億年的時間,也就是說,雖然它每秒鐘都在焚燒著400萬噸的氫氣,以便讓它們都變成氦氣,但其實這個核聚變的效率並不高,所以在量子力學出現之前,人們普遍認為太陽上面是不可能產生什麼核聚變反應的,因為質量的難以分離,人們有這種認知也能夠理解了!

人類從未曾刻意摧毀“質量”,但卻揭開了“質量”神秘的面紗

就像我們現在的核電站也是一樣的道理:透過核裂變發生反應,然後得到能量的過程中,被摧毀的質量也是原來物質質量中極其微小的一部分,剩餘的不可分割的質量其實都變成了核廢料,時時刻刻危害著人們的身體健康!所以很多城市哪怕具備了建設核電站的條件,老百姓也會持反對票!

人類從未曾刻意摧毀“質量”,但卻揭開了“質量”神秘的面紗

好的,言歸正傳,質量這麼難以分割,到底是為什麼?是有什麼神秘的力量阻止它們被打破和分割嗎?質量到底靠什麼緊密地黏在一起?質量到底是如何構成的?當然,最重要的問題是,我們如何摧毀質量,然後讓它釋放出能量,為人類所用呢?

物理學家曾經大膽地猜想物質中有6個夸克,三種帶電的輕子和三種中微子。

人類從未曾刻意摧毀“質量”,但卻揭開了“質量”神秘的面紗

如果只有這些東東,似乎質量也比較好理解了。但絕不,因為,幾乎每一種粒子都有一種和它相對的反粒子。就像我們在寫科幻小說的時候,總是會出現反物質這樣的字眼,其實跟物理學中反粒子是一個意思。比如有電子,就會有正電子,例如太陽在核聚變反應中產生的電子就是正電子,這也間接說明了科學家們的這種大膽猜想是成立的!

質量是一個人們特別熟悉的概念,但其內在的奧妙卻與宇宙的執行有著密不可分的關係,也在遵循著宇宙執行的規律!

人類從未曾刻意摧毀“質量”,但卻揭開了“質量”神秘的面紗

也許朋友們又要問了,什麼6個夸克,什麼三種帶電的輕子,什麼三種中微子,最後都被證實不是子虛烏有了?是的,這所有定義過的都被粒子感應器捕捉到。粗略一算,組成質量的粒子已經有12種了,但它們是如何黏在一起,讓質量難以分割的呢?不,這12種粒子與質量的難以分割似乎並無太大關係,能促使質量難以分割的“另有其人”,是的,它們分別是粒子家族的“新貴”,分別是W粒子,Z粒子,光子和膠子!

事實上,沒有這幾位的存在,宇宙中的所有物質不會相互發生作用,質量中的所有粒子也不會緊密地結合在一起!

這又是怎麼回事呢?這就得好好說說W粒子、Z粒子、光子和膠子的作用了。

人類從未曾刻意摧毀“質量”,但卻揭開了“質量”神秘的面紗

比如W和Z粒子如果不存在的話,星星就不會發光,人們晚上仰視星空的時候,將看到漆黑一片,沒有星河的燦爛。由其是W粒子,它存大於太陽的中心,參與著太陽每一秒的核聚變反應,沒有W和Z粒子,中微子就不會發生作用,但W和Z粒子又是一種微乎其微的力量,在幫助中微子傳導的過程中,它們弱小到不被人們所察覺,所以,當人的大腦在一秒鐘之內穿過幾十億顆中微子的時候依然安然無恙,而不是被活活穿透,疼痛至死。

人類從未曾刻意摧毀“質量”,但卻揭開了“質量”神秘的面紗

而光子就相當於一條“傳送帶”,它們幫助電子或者夸克這類帶電的粒子傳匯出去,比如法拉第拿著磁鐵穿過線圈的時候,比如麥克斯威爾透過實驗論證麥氏方程組的時候,光子都曾幫了他們的大忙,因為這兩位物理大師的物理理論和公式驗證都離不開光子!

在人們的生產和生活中,可見光也好,電臺的電波也好,紅外線也好,微波也好,醫院裡的X光檢測儀也好,都遍佈著光子的身影!試衣間裡,光線打在服裝上,然後反彈到眼睛裡,我們就看到眼前的衣服是紅色的,質地是羊絨,款式是修身的等等,看到了吧,光子就是這樣重要的粒子!

人類從未曾刻意摧毀“質量”,但卻揭開了“質量”神秘的面紗

那麼,該說到質量為啥不可分割了,是的,原子核中的質子總是不遺餘力地排斥著其它的質子,然後在自己的軌跡上放飛自我,這個時候,膠子發生作用了,它能夠把原子核內的質子緊緊地聯絡在一起,讓它們不至於分道揚鑣,讓原子得以存在。

同時,膠子還將夸克們黏連在一起,不讓它們分開,好吧,膠子這個名稱實在是恰如其分!

看,質量轉化成能源並不是輕而易舉的事情,因為質量不會那麼容易被摧毀,人類在能源開發的道路上註定任重而道遠!

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