科学家为了解决能源问题提出夸克聚变理论,可能有些人对它的杀伤力更感兴趣

科学家为了解决能源问题提出夸克聚变理论,可能有些人对它的杀伤力更感兴趣

电子和原子的概念图,来源:INGIMAGE
文/安妮

随着气候变迁,温室气体排放的问题受到重视,除了限制能源使用的、 开发更有效的发电方式,世界各国政府与企业开始转向开展可再生能源。目前太阳能和风力发电发展已受到广泛接受,但科学家们继续研究核聚变希望此可真正成为再生能源的选项之一。

然而若还有更好的能源,且潜在波动性可能比核聚变更少呢? 近日以色列特拉维夫大学 芝加哥大学的研究人员在 自然 」杂志上发表的一项新研究中为再生能源提出新的可能性。 

根据研究人员 Marek Karliner  Jonathan Rosner 的观点,这种新的能量来源来自被称为夸克的亚原子粒子聚变。这些粒子通常是在在大型强子对撞机( LHC 内以高速运动的碰撞原子产生的,这些碰撞原子部分从其母体原子裂开。然而不只如此,解离的夸克也倾向于相互碰撞并聚变成称为重子的粒子。

Karliner  Rosner 所研究的就是这种夸克的聚变,因为他们发现这种聚变能够产生比氢聚变产生的能量更大的能量。特别是他们研究了聚变夸克是如何构成所谓的双重感知的重子。

Karliner和Letzter计算最近在大型强子对撞机(LHC)发现的魅夸克(Charm Quark)聚变能释放12兆电子伏特。 以此计算转到需要 230兆电子伏特聚变 的较重的底部夸克,所产生的一个重子能够产生大约 138兆电子伏特 的净能量, 大约是氢聚变释放量的八倍。

根据Futurism报导,起初  Karliner  Rosner相当 犹豫是否要发表这项研究,除了对自己的发现感到惊讶,另一个主要是因为他们担心这种夸克聚变在未来可能会被不当使用于武器。

不过,他们也坦言 目前这种「夸克聚变」仍然是理论上的。他们在论文摘要中表示:「我们建议透过实验装置让两种夸克重子的高度放热性可表现出来。然而,目前沉重的底部夸克的寿命非常短,排除了这种反应的任何实际应用。」

由于夸克迅速衰变成较轻的夸克较不稳定,因此形成连锁反应以引发更多重子的时间太短,他们在实验中发现到夸克只存在约一皮秒。夸克之间这种高度活跃的聚变形式有极限,目前仍不太可能成为未来任何类型的能源。

虽然团队尚未聚变底夸克,他们认为在技术上可以使用 大型强子对撞机LHC ,但他们的研究提出了另一种潜在的再生能源 将可 能比现有可用的能源更强大。随着这个理论被证明,只是欠缺发展的技术,未来将可能把夸克聚变实现应用于新能源。

参考论文:Karliner, M., & Rosner, J. L. (2017). Quark-level analogue of nuclear fusion with doubly heavy baryons. Nature, 551(7678), 89-91.

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