文档介绍：左手征材料左手征材料
((LLefteft--HHandedanded MMetamaterialsetamaterials))
Prof. Mingbo Yang
目录
狄拉克(Dirac)与“反物质”
菲斯拉格(Veselago)的假想材料
什么是左手征材料
左手征材料的研究历史
左手征材料的奇特性能
左手征材料的可能应用
左手征材料的启发
狄拉克与狄拉克与““反物质反物质””
(( DiracDirac & & Anti-materialsAnti-materials ))
狄拉克与“反物质”
1928年狄拉克在求解他发现的电子的相对论波动方程时,除
了得到一组正能解外,还得到一组负能解。按照旧式物理学家的
习惯,负能解是没有物理意义的(因为根据经验,自然界不存在
质量为负数的物质),因此这个负能解可以用人为方式舍去。
在数学家看来,物理学家的这种做法显得蹩脚与鲁莽的,因为
“解的完备性”是波动方程的一个起码的性质与要求,这可以使得
“任何一个波函数都可以用一组完备的本征解做线性展开”这一数
学技巧成为可能。狄拉克舍弃负能解,这导致他的方程的解不够
完备,这在数学上是绝对不允许的,因此数学家劝告狄拉克不要
丢弃那组负能解。不久物理学家发现狄拉克的负能解其实就是描
述“反物质”(一种带有正电荷的电子)的解.
这是一个伟大的发现。
正电子轨迹照片
银河系中央物质与反物质湮灭时产生的γ射线爆
康普顿卫星 1997 年摄
CERN 的反质子收集器( AC )
和反质子存储器( AA )装置
反物质的四项军事用途:1用作超
高速火箭的推进燃料;2用作空间轨
道上军用站以及其他领域的超小型、
超轻型能量发生器;3用作启动各类
核弹;4用作集能速武器。
军事科学家们认为,反物质军用
的最大优点就是能量密度极大且易于
点燃,不像原子弹裂变反应那样要求
临界质量,也不像氢弹聚变反应那样
要求起始的点火温度。与传统核武器不同的是,反物质炸弹
爆炸后不会形成任何辐射性残留物
反物质武器的出现将会使现今所有的热核武器黯然失色。显
而易见,要想得到一克反物质是一件非常不容易的事。且不说技
术上的难度,仅它的生产费用至少也要花费十亿美元以上。
世界上的任何事物都是异性相吸。粒子和反粒子一旦相
遇,便会通过碰撞而同归于尽,互相湮没,其全部质量都将
以辐射形式转变为能量。这种辐射通常是电磁波。根据爱因
斯坦相对论中著名的质能换算公式E=mc2,微量的反物质
便能产生惊人的巨大能量。前不久,美国兰德公司在一份反
物质实验报告中指出,当1克反物质与1克物质相互碰撞湮
灭时,放出的能量是5×107千瓦/小时,约为6兆瓦年。每
百万分之一克的反质子与质子发生湮灭(爆炸)后释放的能量
,其威力之大令世人震惊。
科学家认为,发现半个多世纪的反物质现在到了充分研
究与实际应用的时候了。
反物质太空飞船
菲斯拉格与他的假想材料菲斯拉格与他的假想材料
(( VeselagoVeselago & & HisHis HypothesisHypothesis MaterialMaterial ))