說明:原問題中並沒有「宏觀意義上」這樣的限制條件,後來不知道被誰給改了,加上了宏觀的限制。 我們知道,原子的質量幾乎全部集中在原子核內,原子核的密度大約為 ,但是當大量的原子核受到外力而聚集在一起的時候,就能產生比原子核密度還高的物質 比如說,中子星內部的壓力極高,其密度也大於原子核的密度@魯超 老師在他的回答也已經提到了如下圖所示 在中子星的核心處,密度能到達 ,大約是原子核密度的十倍,高了一個數量級,甚至可能更高,即使放眼整個宇宙,中子星的密度也是數一數二的了。雖然中子星在遙遠的太空中,但是在地球上,人們可以通過重離子對撞來產生一瞬間的高密物質重離子對撞與大家比較熟悉的正反電子對撞或者質子質子對撞不同 重離子對撞的粒子是質量比較大的原子核,比如說金原子核。兩個金核在接近光速的情況下對撞,原子核對撞融化,產生高溫高密的夸克膠子等離子體。通過調整對撞能量,可以調節夸克膠子等離子體的溫度和密度,一般來說,在一定範圍內,對撞能量越高,溫度越高,密度越低 上圖就是一次對撞過程的演化,QGP就是夸克膠子等離子體,此時密度極高,原子核都能被「融化」了, 上圖是重離子對撞產物的相圖,橫坐標為密度/正常原子核密度,縱坐標為溫度。可以看到,這樣的物質的密度是正常原子核密度幾倍到20倍甚至更高的密度,能達到甚至超過了中子星核心密度實際上,這樣的夸克膠子等離子體也被認為和宇宙大爆炸初期非常相似,通過研究高能重離子對撞(此時密度較低,但溫度很高)可以在一定程度上模擬宇宙大爆炸因此重離子對撞也被稱為「小爆炸」 當然,這樣的極高密度的大小半徑只有 這樣一個尺度,而存在時間更是只有 ,確實是非常短了。 如果考慮這樣的微觀物質,那麼夸克膠子等離子體應該就是人工能製造的密度最大的物質了,其密度或能達到中子星內部密度! 我的上一個回答 (*^▽^*) 我的下一個回答 人工製造出的密度最大的物質是「夸克-膠子等離子體」物質。 地球上自然存在的密度最大的物質是鋨,密度為22.6g/cm3,如下: 鋨只是在自然界穩定存在的元素里密度最大的,如果要考慮人造元素,那麼密度最大的將是108號元素——釒黑(hassium),之所以叫做這個名字是紀念德國黑森省,因為達姆斯塔特研究所位於黑森省。1984年,德國人一錘定音,用鐵離子照射鉛,得到了108號元素的3個原子,並測出釒黑265這種同位素的半衰期是80毫秒。現在我們認識到,釒黑最穩定的同位素為釒黑269。預計這種元素單質的密度為40.9。 2011年,德國黑森省慶祝108號元素的命名。排名第二的可能是109號元素釒麥(以女科學家邁特納命名),密度為37.4。 錯過諾獎,卻將自己的名字刻在元素周期表上的女科學家——邁特納。元素家族——從化學元素看人類文明?zhuanlan.zhihu.com魯超:【元素家族-連載243】填補完元素周期表?zhuanlan.zhihu.com 鋨也好,人造元素也好。畢竟只是常見形態的物質里密度最大的,到了宇宙中那就不是一個級別了,我們已經發現了固態、液態、氣態、等離子態以外形態的物質,比如超固態的白矮星, BPM 37093,這顆已經成為白矮星的星球內部核心大部分都是鑽石,質量超過500億億億噸,天文學家親切的稱它為「露西」還有中子態的中子星,和原子核的密度相當,約為8000萬-20億噸/立方厘米。 甚至黑洞。 這些形態的密度都是我們難以想像的。我們人類已經建造了大型強子對撞機,比如布魯克哈芬國家實驗室的相對論性重離子對撞機(RHIC),瑞士的大型強子對撞機(LHC)等,有人會擔心其中可能產生微型黑洞。但這個擔心似乎多餘,迄今為止還沒有人類成功創造出的黑洞。 但RHIC和LHC都曾經成功創造出一種叫夸克-膠子等離子體的物質,它更為人所知的名字是「夸克湯」。它的密度比中子星還大,一立方厘米就有400億噸重,只有在超高溫和高壓下才能存在。2000年,RHIC的科學家們宣布,他們通過以接近光速的速度碰撞金離子,其溫度達到了4萬億攝氏度,其中就創造出了夸克-膠子等離子體。 好湯好味道據信,在大爆炸之後的20-30毫秒,宇宙就處於夸克-膠子等離子態,所以這個時代也叫作「夸克時代」。 暴脹(Inflation)後就進入夸克時代,看到夸克湯(Quark soup)了嗎? 常溫常壓:金屬鋨吧高溫高壓下就沒準了,應該有更大的 除切糕我實在不知道有啥了。 既然最大,那麼意味著極端,極端環境下達到的物質密度,通常是極端高壓,非常態的人工環境不能長久保持,意味著這些物質的壽命極短。高贊答案提到微觀下的物質,在宏觀中:一些資料顯示核扳機通過高爆炸藥產生高壓將鈈球壓縮數倍的體積以達到鏈式反應的條件,鈈球質量為千克級別。鈈常溫常壓下密度約19g/cm^3,因此在核扳機起爆瞬間密度可以到達數十克每立方厘米的水平。 也有一些資料顯示慣性約束核聚變中,微型的氘氚燃料球在激光作用下被壓縮到10到數百倍液氚密度水平(不能確定,可能要找文獻)。 推薦閱讀:
說明:原問題中並沒有「宏觀意義上」這樣的限制條件,後來不知道被誰給改了,加上了宏觀的限制。
我們知道,原子的質量幾乎全部集中在原子核內,
原子核的密度大約為 ,
但是當大量的原子核受到外力而聚集在一起的時候,就能產生比原子核密度還高的物質
比如說,中子星內部的壓力極高,其密度也大於原子核的密度
@魯超 老師在他的回答也已經提到了
如下圖所示
在中子星的核心處,密度能到達 ,
大約是原子核密度的十倍,高了一個數量級,甚至可能更高,
即使放眼整個宇宙,中子星的密度也是數一數二的了。
雖然中子星在遙遠的太空中,但是在地球上,人們可以通過重離子對撞來產生一瞬間的高密物質
與大家比較熟悉的正反電子對撞或者質子質子對撞不同
重離子對撞的粒子是質量比較大的原子核,比如說金原子核。
兩個金核在接近光速的情況下對撞,原子核對撞融化,產生高溫高密的夸克膠子等離子體。
通過調整對撞能量,可以調節夸克膠子等離子體的溫度和密度,
一般來說,在一定範圍內,對撞能量越高,溫度越高,密度越低
上圖就是一次對撞過程的演化,QGP就是夸克膠子等離子體,
此時密度極高,原子核都能被「融化」了,
上圖是重離子對撞產物的相圖,橫坐標為密度/正常原子核密度,縱坐標為溫度。
可以看到,這樣的物質的密度是正常原子核密度幾倍到20倍甚至更高的密度,
能達到甚至超過了中子星核心密度
實際上,這樣的夸克膠子等離子體也被認為和宇宙大爆炸初期非常相似,
通過研究高能重離子對撞(此時密度較低,但溫度很高)可以在一定程度上模擬宇宙大爆炸
因此重離子對撞也被稱為「小爆炸」
當然,這樣的極高密度的大小半徑只有 這樣一個尺度,
而存在時間更是只有 ,確實是非常短了。
如果考慮這樣的微觀物質,那麼夸克膠子等離子體應該就是人工能製造的密度最大的物質了,其密度或能達到中子星內部密度!
我的上一個回答 (*^▽^*) 我的下一個回答
人工製造出的密度最大的物質是「夸克-膠子等離子體」物質。
地球上自然存在的密度最大的物質是鋨,密度為22.6g/cm3,如下:
鋨只是在自然界穩定存在的元素里密度最大的,如果要考慮人造元素,那麼密度最大的將是108號元素——釒黑(hassium),之所以叫做這個名字是紀念德國黑森省,因為達姆斯塔特研究所位於黑森省。
1984年,德國人一錘定音,用鐵離子照射鉛,得到了108號元素的3個原子,並測出釒黑265這種同位素的半衰期是80毫秒。現在我們認識到,釒黑最穩定的同位素為釒黑269。
預計這種元素單質的密度為40.9。
2011年,德國黑森省慶祝108號元素的命名。
排名第二的可能是109號元素釒麥(以女科學家邁特納命名),密度為37.4。
鋨也好,人造元素也好。畢竟只是常見形態的物質里密度最大的,到了宇宙中那就不是一個級別了,我們已經發現了固態、液態、氣態、等離子態以外形態的物質,比如超固態的白矮星,
還有中子態的中子星,和原子核的密度相當,約為8000萬-20億噸/立方厘米。
甚至黑洞。
這些形態的密度都是我們難以想像的。
我們人類已經建造了大型強子對撞機,比如布魯克哈芬國家實驗室的相對論性重離子對撞機(RHIC),瑞士的大型強子對撞機(LHC)等,有人會擔心其中可能產生微型黑洞。但這個擔心似乎多餘,迄今為止還沒有人類成功創造出的黑洞。
但RHIC和LHC都曾經成功創造出一種叫夸克-膠子等離子體的物質,它更為人所知的名字是「夸克湯」。它的密度比中子星還大,一立方厘米就有400億噸重,只有在超高溫和高壓下才能存在。
2000年,RHIC的科學家們宣布,他們通過以接近光速的速度碰撞金離子,其溫度達到了4萬億攝氏度,其中就創造出了夸克-膠子等離子體。
好湯好味道
據信,在大爆炸之後的20-30毫秒,宇宙就處於夸克-膠子等離子態,所以這個時代也叫作「夸克時代」。
既然最大,那麼意味著極端,極端環境下達到的物質密度,通常是極端高壓,非常態的人工環境不能長久保持,意味著這些物質的壽命極短。
高贊答案提到微觀下的物質,在宏觀中:
一些資料顯示核扳機通過高爆炸藥產生高壓將鈈球壓縮數倍的體積以達到鏈式反應的條件,鈈球質量為千克級別。鈈常溫常壓下密度約19g/cm^3,因此在核扳機起爆瞬間密度可以到達數十克每立方厘米的水平。
也有一些資料顯示慣性約束核聚變中,微型的氘氚燃料球在激光作用下被壓縮到10到數百倍液氚密度水平(不能確定,可能要找文獻)。