一個夸克細絲編制的網，快速掃過地球，人類會被團滅嗎？

2020-09-11 365熱點資訊

《三體》中的納米飛刃在巴拿馬運河如豆腐般的切割「審判日」號的情景讓大家記憶猶新，事實上納米飛刃其實無法切割如此龐大的船體，但它毫無疑問能切割人體，並且效果極佳！那麼如果將這些納米飛刃的細絲直徑換成夸克大小，快速切過人體，會致人於死地嗎？



夸克是什麼級別，夸克大小到底是多大的尺寸

要了解夸克的話，必須從原子開始說起，否則完全無法理解夸克的尺度！最早提出原子概念的是古希臘哲學家德謨克裡特，但限於當時的技術和認知，他只是蒙對了！真正的原子論要到19世紀初才被英國化學家J.道爾頓提出，它是參與化學反應的最小單位，這得益於化學在科學界的發展！



此後J.J.Thomsom（約瑟夫·湯姆遜）發現了電子，再往後偉大的英國物理學家盧瑟福在α粒子散射金箔實驗時發現絕大部分α粒子都通過了金箔，只有極少數被反彈回來，而且角度很窄，這表示原子內部絕大部分都是空的，而且原子核是一個非常緻密的存在，因此盧瑟福發現了原子核！



此後盧瑟福在α粒子撞擊氮原子時發現了氫原子核，因此發現了質子的存在！再後來盧瑟福的學生查德威克又發現了中子的存在，到此原子的大致結構組成就已經確認了！

夸克是個什麼東西，它在物質中的位置在哪裡？

從原子核到質子和中子的發現，無一例外都利用了α粒子，這是一种放射性物質衰變釋放出來的氦核，是兩個中子和兩個質子構成氦四，質量大，速度高，可達2萬千米/秒，因為是原子核，所以帶正電，在它的撞擊下，原子核被撞裂了，所以發現了質子！



雲室中觀測鈾衰變

但自然界的α粒子能量有限，因此在20世紀三十年代的時候發明了加速器，這是一種利用電場來加速帶電粒子的設備，可以將粒子加速到極高的速度去撞擊原子核，早期在散射實驗時用的是雲室觀測撞擊後產生的粒子路徑，但很顯然在高真空的加速器結構中，雲室就不再適合觀測軌跡了！



因此「氣泡室」就這樣被發明了出來，科學家可以觀測撞擊後產生新粒子的軌跡分析出新粒子的性質，粒子在加速到極高的速度，撞擊原子核，分裂出質子和中子，那麼再撞擊質子和中子又會發生什麼？但科學家發現無論怎麼提高能量，質子和中子就是不分裂，那麼真是不可分割的整體嗎？



物理學家蓋爾曼假設粒子是統一和對稱的，如果質子和中子是不可分割的整體，那麼在碰撞中質量能量以及電荷都不會有損失，但蓋爾曼發現明顯不是這樣，因此他認為質子和中子由更小的三個粒子組成，經過兩年的努力，蓋爾曼證明了這些更小的粒子確實存在於質子和中子中，並將其命名成「k-works」，後來縮寫為「kworks」，又更名為quark。



夸克有六種「味」，分別是上、下、粲、奇、底及頂夸克，奇、粲、頂及底則只能經由高能粒子的碰撞產生，上下夸克是穩定的，質子由兩個上夸克+一個下夸克構成，中子則是兩個下夸克，一個上夸克，將它們聯繫起來的紐帶是膠子！

用夸克細絲切割人體，能致人於死地嗎？

在日常中被刀不小心割到，那麼至少也是流血受傷，這是因為鋒利的刀鋒將人體組織分離了！人體是一個有機結合整體，再宏觀層面是肌肉纖維組織和皮膚將骨骼包裹起來，連成一個有機體，但在微觀層面來看，人體組成的分子之間的作用力就是範德華力，但真正的背後卻是基本粒子之間的電磁力！



當刀鋒尺寸越來越小時，從理論上看它會變得更鋒利，但以人類的技術極限來看，它的刀鋒尺寸不可能低於1個原子的直徑，再小我們就無法加工了，此時它仍然具有殺傷力，它的切割仍然會破壞原子之間結合的電磁力！



自然界有四大基本作用力，分別是引力、電磁力、強相互作用力和弱相互作用力，鋒利的刀能破壞的只是電磁力，但在宏觀層面，這也足夠了，因為電磁力是粘合原子核和原子級別以上的物質大廈的「水泥砂漿」！

夸克細絲能破壞的是什麼層次？

夸克的大小，有實驗表明是10^-20級別，它比質子還要小5個數量級，比原子則要小十個數量級，質子和原子的大小差異也就是原子核和原子的大小差異！什麼概念呢？



假設原子核有一個桌球大小，那麼原子的尺寸將比一個體育館還大，所以原子內部非常空曠！這個比例也同樣適用於夸克和質子的比例，因為原子核就是由質子和中子構成的，在這個比例中，當原子是一個體育館時，那麼夸克在放大鏡下都難以看到。



這樣比例下我們就能明白了，當這條連放大鏡都看不到的細絲去切割無數個原子構成的人體時，只有1/N的機會將可能切割到原子核中的夸克產生些許反應，這個比例可能比你能想像到的連續中十次六合彩概率還要低得多！



所以一根夸克細絲切割人體，你根本感覺不到！當然用這個編制的網（比如1米×1米的網格）掃過人體甚至地球，其實也不會咋樣，只要它不是那種一根挨著一根編制的密網，否真它可能就會變成比中子星密度還高的物質，拿玩意兒掃過地球，估計大家都完蛋了！



不過最後要提醒下，由於夸克禁閉的存在，我們時不可能拿到單獨的夸克製造成細絲的！

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  • 一根夸克級的細絲能將人類攔腰斬斷嗎?斬斷後人類會受傷嗎?
    在這部作品中，劉慈欣就寫到了一個「古箏行動」。這個「古箏行動」是要截殺一個《三體》小說中的反派，這個反派叫做伊文斯。當時截殺伊文斯的行動小組在巴拿馬運河兩邊立了兩個柱子，然後在這兩個柱子上綁上了許多細絲，細絲之間是平行的。然後，他們等待著反派的船穿過這些細絲。果然，當反派的船穿過細絲之後，船體就被切割成了多段。
  • 如果人的身體被誇克級的細絲穿過,我們會有感覺嗎?
    相信很多人都看過電影《死神來了》以及小說《三體》，其中對細絲切割人體的那一幕印象深刻，之所以這樣的細絲能夠把人體進行切割，主要原因在於細絲的直徑要遠遠大於人體細胞組成物質基本單元的直徑大小，從而破壞了細胞結構。
  • 如果一人被誇克級的細絲截斷脖子,還能活著嗎?有何科學依據?
    在這部作品中，劉慈欣就寫到了一個「古箏行動」。這個「古箏行動」是要截殺一個《三體》小說中的反派，這個反派叫做伊文斯。當時截殺伊文斯的行動小組在巴拿馬運河兩邊立了兩個柱子，然後在這兩個柱子上綁上了許多細絲，細絲之間是平行的。然後，他們等待著反派的船穿過這些細絲。果然，當反派的船穿過細絲之後，船體就被切割成了多段。這個反派伊文思也因此而喪生，他一共被切割成了三段。
  • 如果用直徑1納米的細絲快速切割人體,會有什麼後果?
    如果把石墨烯製成1納米厚的細絲，然後用它來快速切割人體，結果會怎樣呢？關於這個問題，很多人可能會首先想到《三體》中的「飛刃」。人的身體是由各種分子組成，它們之間由範德華力互相作用在一起。正因為如此，人類可以把比自身更重的物體提起來。如果用一納米粗的細線割開人體，作用距離超過1納米的分子間作用力不會被破壞掉，範德華力仍然能夠維繫住分子，這就像「抽刀斷水」一樣無濟於事。因此，人的身體不會被納米線一分為二，而是會保持完整，納米細線會直接穿過身體。
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