反物质基本概念 - 反物质是物质的"镜像"，每种粒子都有对应的反粒子，质量相同但电荷等性质相反 [2] - 反物质与普通物质相遇时会相互湮灭并释放能量，这是其最引人瞩目的特性 [2] - 反物质的发现始于1928年保罗·狄拉克预言正电子，1932年卡尔·安德森首次观测到正电子 [3] - 1955年科学家首次人工产生反质子，2024年中国科学家观测到最重的反物质超核反超氢-4 [3] 反物质研究目标 - 目标一：解决"重子不对称问题"，探索为何宇宙中物质占主导地位 [4] - 目标二：测试物理定律对反物质的适用性，验证广义相对论在反物质上的有效性 [5][6] - 目标三：通过反物质研究探索暗物质，观测到的反物质超出可能源于暗物质湮灭 [7] 反物质应用领域 - 医学成像技术PET利用正电子与电子湮灭释放的光子进行高精度成像 [8] - 反质子细胞实验ACE显示反质子可更高效摧毁癌细胞并减少对健康细胞的伤害 [9] - 反物质作为能源潜力巨大，能量密度是化石燃料的10亿倍，核电站的1000倍 [10] - 反物质火箭引擎理论推力可达普通火箭千万倍，可能实现光速15%的星际旅行速度 [10] 反物质现状与挑战 - 实验室制造反物质数量极少，欧洲核子研究中心年产反质子仅十亿分之一克量级 [11] - 制造1克反物质需消耗全球四万年电力，成本超6000万亿美元 [11] - 储存反物质需"磁瓶"技术，目前效率和稳定性极低 [11]