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反物质的生产、储存、控制、湮灭及其在推进中的应用
Antimatter production, storage, control, annihilation applications in propulsion
进阶 · 约 90 分钟读完前置知识：狭义相对论、火箭方程基础、粒子物理基础
导读
这篇论文讨论反物质在航天推进中的应用，覆盖反物质的生产、储存、控制以及湮灭释能如何用于推进。从标题看，它梳理的是从制取到推进应用的完整技术链条及相关挑战，而不是宣布反物质推进已经可行。
HN 关注点：反物质推进的工程可行性，讨论焦点包括相对论速度下的燃料质量、反物质制取原理，以及论文中关于航程和碳排放的表述是否合理。
HN 评论精选
这几条评论里：质疑 2 补充 2
补充以相对论速度飞行并减速再加速需要携带巨量反物质燃料，能量代价极高。
我手头没有参考文献（编辑：现在有了！），但凭记忆，把 1 公斤质量加速到约 0.85c 大约需要 1 公斤质量对应的能量。但这一公斤物体还必须携带另外一公斤物质/反物质燃料才能再次减速。所以对于自带燃料的质量-能量推进飞行器，存在某种相对论齐奥尔科夫斯基方程。以 0.95c 在银河系穿梭、在目的地停下再出发，需要随身携带大量反物质。编辑：感谢 Wolfram Alpha，我看到 1 kg 在 0.87c 的动能非常接近 1 kg 物质的质量能。
jp57查看英文原文
I don't have references in front of me, (EDIT: I do!) but IIRC it takes about a kilogram of mass-energy to accelerate a kilogram mass to about 0.85c. But that kilogram would have to be carrying another kilogram of matter/anti-matter fuel to decelerate again. So there is a kind of relativistic Tsiolkovsky equation for mass-energy propulsion vehicles that carry their own fuel. Zipping around the galaxy at 0.95c, stopping at destinations and then zipping off again will require carrying a lot of antimatter with you. EDIT: Thanks to Wolfram Alpha I was able to see that it the kinetic energy of 1 kg at 0.87c is very close to the mass energy of 1kg of matter.
补充追问能否只产生反物质，并用它把普通物质转化为净能量。
是否有任何基本物理定律规定，若想把 mc^2 能量转化为质量，就必须成对产生粒子/反粒子？还是理论上可以只制造反物质，只是我们尚不知道方法？理论上，能否用 mc^2 能量制造质量 m 的反物质，再与 m 的（更容易获得的）普通物质结合，得到 2mc^2 能量，如此循环，实际上消耗普通物质来产生能量？
JoshTriplett查看英文原文
Is there any fundamental law of physics that says if you want to turn mc^2 energy into mass, that you have to create particle/antiparticle pairs together? Or could you, theoretically, create exclusively antimatter, and we just don't have a known method of doing so? In theory, could you use mc^2 energy to create a mass m of antimatter, combine it with m matter (which is rather more readily available), get 2mc^2 energy back out, and repeat, effectively consuming matter to make energy?
质疑质疑论文中“数天到数周到达附近恒星”的说法与比邻星距离矛盾。
> 航天器可在数天到数周内穿越太阳系到达附近恒星。这里我是不是漏了什么？Proxima Centauri 距我们 4+ 光年，而且明确在太阳系之外。
int0x29查看英文原文
> Spacecrafts can traverse the Solar System to reach nearby stars in span of days to weeks Is there something I'm missing here? Proxima Centauri is 4+ light-years from us and firmly out of the solar system.
质疑质疑太空推进语境下讨论碳排放的必要性。
为什么太空推进中碳排放会是个问题？
wsintra2022查看英文原文
Why would carbon emissions be an issue in space propulsion?
相关资源
从这篇论文所有 HN 讨论帖的全部评论里整理出来的链接。
历次讨论
- 2024Hacker News 讨论帖163 分 · 163 评
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