眾所周知,物質由原子組成,而原子由基本粒子組成。研究發現,粒子都是成對出現的,配成對的粒子分別被稱為正反粒子。正反粒子的一部分性質完全相同,另一部分性質則完全相反。由基本粒子組成的原子或物質都有其對應物——反原子或反物質。反物質是相對于正常物質而言的,是與正常物質相反存在的一種物質形態。
科學家們不僅在理論上預言了反粒子的存在,而且在實驗中成功地制造出許多反粒子。最具里程碑意義的是由科學家們制造出來的世界上最簡單、最輕的反物質——反氫。
反物質不僅具有重要的科學研究價值,而且在軍事上也有重要應用。反物質武器就是利用物質與反物質相互作用的機理而研制出的一種殺傷性武器,它有兩個顯著的特點,其中之一便是威力巨大。
二戰期間,第一個向當時的美國總統羅斯福建議研制核武器的科學家愛因斯坦就曾預言,如果反物質武器研制成功,它釋放出的能量無比巨大——1千克反物質與物質發生湮沒時釋放出的能量,將比同樣質量的鈾235完全裂變釋放出的能量大130至1000倍。因此,反物質武器是一種比原子彈威力強大千倍的駭人核武器。
反物質武器的第二個特點是沒有放射性污染。原子彈、氫彈和中子彈爆炸時都伴有強烈的核輻射,并以此作為一種殺傷手段,它在殺傷人員的同時,還破壞戰場環境,留有“后遺癥”,而反物質武器則沒有放射性,是獨具特色的“干凈彈”。
前蘇聯著名物理學家、“氫彈之父”薩哈羅夫早在二十世紀40年代就預言,反物質的新興家族將給尖端武器的發展開拓出無限光明的前途。反物質在軍事方面至少將有以下應用前景:
反物質火箭:以反物質高能密度能源作為火箭推進劑,將使火箭速度得以魔法般的提高。
反物質炸彈:利用反物質和正常物質湮沒釋能的原理,研制成威力比核彈大1000倍的反物質炸彈。這種炸彈威力大,但體積小、無放射性,是新概念兵器。
反物質核武器:過去氫彈和中子彈要用小型原子彈裂變反應提供能量,達到高溫后才能發生聚變核反應。今后,若用少量反物質取代笨重的原子彈作為提供點火能量的燃料,不僅可以加強氫彈的威力,而且體積小、無污染,僅用直徑為1/10毫米的反物質(反氫)小球就足夠了。
反物質能源:反物質和物質湮沒時產生的大量高能л介子,若能利用磁場將其形成高強度的л介子流,則每毫克反物質可產生1億安量級的流量。用這種介子流激勵脈沖磁流體發電機將產生強大的脈沖功率,倘若用這種脈沖功率源給電炮、強激光武器、粒子束武器(含等離子體射束武器)提供強大的能量,將大幅度提高這些武器的殺傷效能。比如,若利用反物質湮沒能給x射線激光武器提供能源,其效率必將提高10至100倍。