物理學家發現一種爆炸性的融合,威力比核融合大上十幾倍,使他們差點不敢公布結果

2021-02-15 世界未解之謎

一對物理學家發現了夸克之間發生的一種新融合,他們非常擔心它的力量,幾乎沒有公布結果。

這可能是一個新亞原子時代的開始。 但是這發現有一些限制,讓我們可以同時感到失望和感激。

夸克之間這種高度活躍的融合形式有些極限,使得它不太可能成為未來任何類型的能源。 但這也意味著我們不會看到它成為下一代的核武器。

以色列特拉維夫大學的Marek Karliner 說「我必須承認,當我第一次發現到這種反應是可能的時候,我很害怕,幸運的是,它的把戲有限。」

一個多世紀以來,我們已經了解到,構成原子核的粒子被大量的能量組在一起。

將它們分裂成一個稱為核分裂的行為可以釋放出一些能量。 將它們融合在一起,可以釋放出更多的能量。

它能作為能源和毀滅性的危險武器,所以Karliner和他的同事Jonathan L. Rosner才會花時間再三檢查他們的結果。

他們並沒有重新排列質子和中子,而是調查了內部較小的粒子,稱為夸克,以類似的方式重新排列。

如果我們把氘(質子加上一個中子)然後增加能量跟一些氚(質子加上兩個中子)擠壓再一起,它將混合變成氦(兩個質子和兩個中子)。 最後一個中子會跑掉。

你將得到17.6兆電子伏特和一顆氫彈。

Karliner和Letzter計算了最近大型強子對撞機(LHC)發現的魅夸克(Charm Quark)的融合將釋放12兆電子伏特。 對於兩個微小的粒子來說很驚人。

但如果我們使用另一對重夸克呢? 像是底夸克(bottom quarks)? 你會得到一個驚人的138兆電子伏特。

這麼驚人的能量輸出,我們的第一反應會是如何從這麼小的粒子中產生大量的能量。 隨後是核武器。

但事實證明,這兩者都不會發生。

與原子不同的是,底夸克不能被裝入一個容器裡。 它們存在於粒子加速器內的原子殘骸後的幾皮秒裡,然後轉化為更輕的夸克。

這使得夸克炸彈和夸克融合變成科幻小說的題目,謝天謝地,他們不會落入流氓國家和恐怖組織的手裡。

但是,這卻是對質量和能量本質的驚人洞察,以及事物在量子尺度上是如何變得更怪異。

這項研究發表在Nature。

點擊【閱讀原文】查看更多精彩內容

↓↓↓

相關焦點

  • 核融合將實現? 科學家發現全新磁能超導材料
    【環球網科技綜合報導】據臺灣「中時電子報」 3月12日報導,美國麻州理工學院(MIT)與大英國協融合系統公司(CFS)的研發團隊找到一種新的磁能超導材料,他們認為,這將是未來「核融合反應爐」的關鍵,並認為在未來的15年內有望實現核融合發電。
  • 科學家研究核融合,發現一種新形態的電流
    Department of Energy,DOE)普林斯頓電漿物理實驗室(Princeton Plasma Physics Laboratory,PPPL)的科學家在研究核融合時,發現一種新形態的電流。這個發現不僅有助於核融合的發展,也提供科學界對基礎物理的新洞見,為研究打下新的根基。研究團隊將論文發布在《Physics of Plasmas》期刊上。
  • 瑞典科學家發現新電漿控制法 或有助核融合反應
    但瑞典的研究人員似乎發現了控制電漿的線索,或能使我們更接近「聖杯」。   資料圖  據報導,各國科學家從1950年起就開始研究核融合,但太陽是靠著強大重力場去穩定核融合反應,因此若要在地球上重現核融合,必須增加溫度和壓力,甚至比太陽表面溫度(6000度)還高,至少要達上億度才行。
  • 核融合能源計劃已經在秘密進行?
    現有的核反應堆—裂變反應堆 [1] (fission reactor)是一種實現可控核裂變鏈式反應的裝置。是核能工業中最重要的裝置之一。1942年12月,E.費米領導的研究組建成了世界上第一座人工裂變反應堆,首次實現了可控核裂變鏈式反應。通常簡稱為反應堆。使用一種稱為裂變的過程,通過破碎原子來釋放能量。 但是裂變產生了必須收集和儲存的放射性副產物。
  • 【科普】聚變新途徑——無中子核融合
    就像西班牙徵服者從來不會停止尋找傳說中的寶山一樣,能源界的物理學家也永遠不會放棄對核聚變能的探索。
  • 一旦爆炸威力比氫彈還恐怖,一枚讓歐洲變無人區,美軍也不敢研製
    對於各國來說,手裡擁有強大的武器是一個國家實力的象徵,而在大多數人的眼裡看來,核武器才稱得上是世界上最強大的武器,除了比較常見的氫彈、中子彈、原子彈以外,世界上還有一種只存在於設想中的核武器,一旦爆炸比氫彈的威力還要恐怖,只需一枚就能讓歐洲變無人區。
  • 物理學家意外發現基礎數學方程式,不敢相信,寫信告訴天才數學家
    數學推動著理論物理大踏步前進,然而我們很少聽說物理對數學做出了什麼貢獻,不過最近,三位物理學家卻在物理研究中,意外發現了一個簡單的數學方程式,或將打開通往未知世界的大門。這三位物理學家是美國費米國家加速器實驗室的史蒂芬·帕克,芝加哥大學的張西寧和布魯克海文國家實驗室的彼得·丹頓,他們從事著中微子的研究,需要計算中微子振蕩的概率。
  • 我的世界:MC四種最強的爆炸物,最後一種比TNT的威力還猛100倍
    我的世界:MC四種最強的爆炸物,最後一種比TNT的威力還猛100倍我的世界是一款自由度非常高的沙盒遊戲,玩家通過這款遊戲不僅能夠體驗日常的擼樹和搭建房屋的樂趣,同時還可以在得到厲害裝備的時候前往那些人跡罕至的遺蹟尋找怪物,挑戰升級。
  • 比核彈威力強1000倍的世紀大爆炸:通古斯大爆炸
    其爆炸的威力是核彈的1000倍! 一九零八年六月三十日早晨七點鐘的時候,沒有任何徵兆,位於俄羅斯通古斯區的核心位置,突然傳出一聲巨響,爆炸的威力之大,讓周圍兩千公裡的樹木全部攔腰折斷。十秒鐘過後,通古斯一片死寂,只剩下火山燃燒的聲音。不過幸運的是通古斯是森林保護區,平常並沒有人類居住,最近的城市也遠在六百五十公裡之外。但這次爆炸的餘波竟然炸碎了城市裡房子的窗戶。
  • 600倍望遠鏡究竟能看多遠?看完畫面後,以後不敢不拉窗簾了
    600倍望遠鏡究竟能看多遠?看完畫面後,以後不敢不拉窗簾了許多外出旅遊的人都喜歡佩戴一把望遠鏡,隨時隨地通過望遠鏡可以觀看到遠處的風景,而看到的視覺感,也是讓我們為之震撼的,一般的望遠鏡都是25~40倍左右,但是600倍的望遠鏡能看多遠呢?看完畫面後,以後不敢不拉窗簾了!
  • 史上威力最大武器,比廣島原子彈威力大3846倍!
    爆炸中心的風速大約是440米/秒,相當於12級颱風的風速的10倍。超音速的風和衝擊波一起向外擴散,將一般的建築破壞殆盡。核爆炸熱線的總能量大約是22萬億焦耳,即5.3萬億卡路裡。爆炸中心的溫度,達到了3,000-4,000℃之高。爆心附近的房屋瓦片等紛紛「起泡」,木質房屋達到著火點自動自燃。
  • 不敢相信!一支小小的雷射筆,威力竟然這麼大!
    不敢相信!一支小小的雷射筆,威力竟然這麼大!來源:澎湃新聞·澎湃號·政務 雷射槍的威力有多大
  • 原來世界如此危險,這5個科學實驗差點毀滅人類
    原來世界如此危險,五個差點毀滅世界的科學實驗!當時推進這項實驗的幾個物理學家都進行了各種各樣的計算,但是大家計算的結果都有點不太一樣,尤其是這個費米,他當時就覺得這項實驗可能會毀滅人類,因為核裂變一旦發生,可能會引燃大氣,整個大氣全部都燃燒起來了,那麼地球就完了,但是其他物理學家不這麼認為,所以就用了和廣島原子彈差不多的一顆原子彈在沙漠一引爆,發現沒出現什麼太嚴重的後果,所以這次爆炸後20幾天,美國就真的往日本扔了兩顆原子彈結束了第二次世界大戰
  • 物理學家在12年前發現了一個反常現象,看完你會改變尿尿的方式
    經過測量,他們發現加了粉筆末以後,水的表面張力減小至原來的一半,加了茶葉以後減小至原來的1/3。經過計算,加入粉筆末後,減少的表面張力可以給漂浮在水上的粉末提供20倍的重力加速度,推動它逆流而上。逆流汙染那麼問題來了,如果這個現象真的是表面張力差導致的,那麼消除上遊和下遊的表面張力差,水是不是就無法倒流了呢?
  • 威力可摧毀兩個紐約!「2019 OK」小行星差點讓地球人不OK
    雖然美國國家航空航天局(NASA)一直密切跟蹤大型小行星,以識別那些可能對地球構成威脅的小行星,但這顆威力足以夷平一整座城市的小行星,卻直到其接近地球的前一天,才被天文學家們發現。  澳大利亞蒙納士大學天文學副教授邁克·布朗稱,「小行星『2019 OK』不是我們追蹤的星體,不知道它到底從哪裡冒出來」,「它可能是這麼多年來,如此接近地球的行星之中,體積最大的一顆。」
  • 這個武器威力是核彈萬倍,威力太大還沒有國家敢弄出來
    從發現原子到利用原子製造出具有巨大破壞力的原子彈,世界各國無不執著這種頂尖力量的核武器。
  • 貝魯特爆炸威力有多大?超過美國最大非核武,是炸彈之母的二十倍
    官方稱爆炸事件正在調查中,調查重點是2750噸高度爆炸性的硝酸銨在該地區的不當儲存。讓人訝異的是,硝酸銨是一種常見的施肥肥料,怎會瞬間將數棟高樓夷為平地,數公裡範圍內皆為廢墟的呢?> 2020年8月7日,有外媒報導稱,據武器專家估計,這次致命爆炸的爆炸力相當於幾百噸炸藥TNT(三硝基甲苯)當量,比所謂的「炸彈之母」的威力高出許多倍
  • 世界最大核融合反應爐終進入組裝階段,2025 年進行電漿測試
    )最近有新進展,進入為期 5 年的核融合反應爐組裝階段,有望在 2025 年進行首次電漿測試,用行動證明核融合技術的供電潛力。ITER 位於法國南部,是由歐盟、中國、印度、日本、俄羅斯、南韓和美國等 35 國聯合出資計劃,歐盟做為 ITER 設施的主辦方,投入資金大約佔 45.6%,其他 6 國則各貢獻 9.1%,該研究主要在研究託卡馬克型(Tokamak)核融合的技術與工程,評估相關可行性,從電漿物理實驗研究,到大規模電力生產的核融合發電廠,同時也要證明他不會產生負面影響。
  • 物理學家可能永遠也無法解釋數學的強大威力
    2006年一個由哈佛大學物理學家組成的團隊測量到的電子磁矩值精確至萬億分之八。由量子電動力學計算得到的值也達到了相同的精度並且和實驗值吻合的很好。是什麼賦予數學如此令人難以置信的威力?在這篇短文中我不打算回答這個複雜的問題。我只是展示這個問題的一些不為人熟悉的方面。關於數學威力的難題可能比上面提到的電動力學的例子更加複雜。