未來科技能不能制造出三體中的水滴?(1)

理論上,《三體》中的水滴能被制造出來嗎?

對于材料,人類至少有兩個愿望,一是制造一種超高抗拉強度的材料,以便制造太空電梯,方便低成本進入太空!而另一個則是制造一種超高強度的抗打擊材料,比如作為飛行器或者作戰坦克的表面裝甲!當然傳說中的水滴就是被這樣的表面材料所覆蓋!這絕對是一種令人心馳神往的一種材料,那么它能被制造嗎?

一、什么是強相互作用力?

強作用力材料地球上存在嗎?其實到處都是,但問題是都躲在原子內部,因為原子核內部的質子就是被強作用力束縛在一起的,因此我們只要將其解放出來,讓其質子質子質子無數質子堆積在一起不就可以了嗎?是不是很簡單,看種花家多聰明,但這樣的騷操作是否可行?

要理解是否可以如此騷包操作,那么我們必須得了解下四種基本作用力!引力和弱作用力我們撇開不談,因為在質子的世界里,這兩者可以忽略!那么質子不是強作用力么,為什么還要扯進電磁力?

質子受到兩種作用力的束縛

    強相互作用力

    同性正電荷的斥力

強作用力的距離極短,在距離大于2×10^-15M時,強作用力幾乎就會消失,在1~2×10^15M之間時強作用力表現為互相的吸引力,但小于10^-15M時候又將表現為斥力,并且距離縮小,斥力反而會增大!

二、強作用力材料能被制造嗎?

上文說明質子受到強相互作用力和電磁斥力的雙重作用,此時中子的作用就非常明顯了,因為中子不帶電荷,但它參與強作用力疊加,從理論上來說它可以一直疊加下去,但事實上卻不能,因為質子與中子之間的強相互作用力在更多的疊加時即會被電磁斥力所主導,簡單的說就是質子數量的增加在超過一定極限時將會表現出不穩定,比如自然界存在的92號鈾元素!,它的質子數達到了92個,這是自然界能達到的質子數最高的元素,但鈾元素也是不穩定的!(當然不穩定的另一個因素中子的數兩,當中子數超過質子數時就明顯表現不穩定,會自發的發生衰變)!

因此強作用力材料中,質子與中子都是必備的,而且必須消除質子的正電荷屬性,但假如用電子中和了正電荷的話則質子成為了中子,一堆強作用力束縛的中子?難道強作用力材料就是中子材料?也許這將導致一個比較可怕的結果!一堆聚集的中子算豐中子核?將可能發生β負衰變即:一個中子轉變為質子,同時釋放一個電子和一個反中微子!

中子的質量為:1.6749286 ×10-27千克

質子的質量為:1.672621637×10-27千克

如果各位有興趣的話,計算一下,將會發生0.1379%的質量虧損!這意味著什么?意味著巨大能量的釋放,盡管只有單位質量的氚氘聚變能量的1/5,但這依然是神一樣的存在!

三、結論

看來強作用力材料還不是人類現在能夠制造的,可能需要嚴格編輯原子核中質子與中子的排列方式,然后客服電磁斥力作用,才能達到傳說中水滴的強度,但以當前人類的科技,操作原子已經是極限了!

操作硅原子可能就是人類技術的百尺竿頭了,而質子,只有原子直徑的萬分之一都不到,也許未來還有相當長的距離要走!另外有一個問題是:如何將這些討厭的核外電子弄走讓原子核靠近卻不釋放能量則是另外一個話題了!

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