Из школьного курса физики мы прекрасно знаем, что атомы, а вместе с ними и все вещество, состоят из трех частиц: протонов, нейтронов и электронов.
Антиматерия стоит в миллионы раз дороже золота
Однако у этих частиц есть свои антиподы. Представьте себе электрон, только с положительным зарядом. Он называется позитрон и реально существует — это классический представитель антиматерии.
В других частях Вселенной могут быть целые галактики, целиком состоящие из антиматерии
И самое главное свойство антиматерии — когда она контактирует с обычной материей происходит мощный взрыв. Всего 2 килограмма антиматерии достаточно, чтобы был взрыв, по мощности превосходящий Царь-бомбу — самую мощной бомбу в истории человечества. И масса советской термоядерной бомбы составляла 50 мегатонн тротила. А тут — всего 2 килограмма, которые может поднять и ребенок, а не только стратегический бомбардировщик!
Звучит жутковато. Ведь это может стать оружием будущего. Причем, без классического ядерного загрязнения. Парой килограммов антивещества убрал пару мегаполисов на территории противника экологически чистым взрывом. Физику, да и науку в целом, двигают войны. Но лично я верю в то, что люди научатся применять антиматерию гораздо эффективнее в мирных целях.
Бомба из антиматерии на порядок страшнее любого другого оружия, изобретенного человеком
Мирное использование антивещества даст человеку доступ к неограниченной энергии. И, наконец, станут возможны полеты к другим звездам — двигатели на базе антиматерии позволят развивать космическим аппаратам более высокие скорости, а, главное — не нужно брать с собой слишком много топлива.
Как можно хранить антиматерию, если она взрывается. Действительно, в обычный контейнер антиматерию не положишь — ведь сразу произойдет мощный взрыв!
Магнитная ловушка, почти как в «Охотниках за привидениями»
Для хранения антиматерии существует специальное устройство — ловушка Пеннинга. Удержание антиматерии происходит за счет электромагнитного поля.
Правда хранить антиматерию долго, как огурцы в консервной банке не получится. Пока рекорд хранения — свыше 400 дней для антипротонов. Но технологии постоянно совершенствуются. Еще 12 лет назад рекорд хранения антивещества составлял всего 16 минут.
Как создать антиматерию и есть ли она в природе. Термин антиматерия ввел английский физик Артур Шустер в 1898 году. По сути, тогда же, когда был открыт электрон. Тогда это была еще гипотеза. Математически гипотезу подтвердил физик Поль Дирак спустя 30 лет.
Впервые антиматерию экспериментально удалось зафиксировать в 1932 году в космических лучах.
А ведь антиматерия не так уж далека от нас, как кажется. Физики умеют синтезировать сотни античастиц. Античастицы регулярно встречаются и в космических лучах. Только в «нашем материальном» мире они долго не живут — мгновенно аннигилируются, сталкиваясь с традиционными частицами.
Однако антиматерия — вовсе не лабораторная субстанция, она вполне встречается в природе.
С некоторой долей вероятности позитрон может находиться в обычном банане, ведь он содержит радиоактивный изотоп — калий-40. Вероятность нарваться на него в банане — примерно 1 случай в 100 тысяч лет (и, скорее всего, пройдет совершенно бесследно, если не измерять этот процесс физическими приборами).
Сколько стоит антиматерия. Это самое дорогое вещество в мире. Для его производства требуется дорогостоящая инфраструктура и сверхвысокие энергии.
Антивещество оценивается через стоимость затрат на его производство. И стоит оно неравномерно.
Например, позитроны обойдутся в 39 миллиардов долларов за грамм. А вот антиводород стоит на порядок дороже. В 1999 году NASA оценила стоимость грамма антиводорода в 62,5 триллиона долларов, соответственно, с учетом инфляции, сейчас это — 118 триллионов долларов за грамм.
Почему антиматерии мало, а материи — много. Великая загадка физики. Согласно Теории Большого взрыва, антиматерии и материи в нашем мире должно быть поровну. Почему же мы наблюдаем явную дискриминацию наших антиподов?
Эта проблема получила в физике название Асимметрии вещества и антивещества во Вселенной.
Весьма вероятно, что некоторые далекие галактики состоят из антиматерии. Просто на таком большом расстоянии мы не можем это оценить. Состав вещества астрофизики узнают с помощью так называемого спектрального анализа. Каждое вещество испускает свой спектр со своими длинами волн. По ним то ученые и узнают состав вещества далеких объектов в космосе.
Вот только водород и антиводород будут иметь одинаковые спектры. И узнать, состоит ли далекая галактика из вещества или антивещества с нашими технологиями практически невозможно. Звезда, состоящая из антивещества, будет светить точно так же, как обычная звезда. Ведь фотоны, испускаемые звездой, будут нейтральными и обычными.
Гравитация на антиматерию действует ровно также — притягивает, а не отталкивает.
И все-таки этот ответ не очень удовлетворяет ученых. Ведь если существуют галактики из антивещества то где-то должна быть видимая граница, где вещество и антивещество сталкиваются. И такая граница должна быть явно видна. Мы же пока ничего подобного в космосе не открыли.
Еще одна гипотеза — во время Большого Взрыва возникло две зеркальных Вселенных. Одна — наша — практически целиком состоит из обычного вещества, а другая — из антивещества.
Третья гипотеза более прозаична. Она предполагает, что в мире просто сложилась такая асимметрия, что материя «победила» антиматерию. Разработки в этой области вел наш с вами знаменитый соотечественник Андрей Сахаров.
Однако парадокс до сих пор не разгадан и относится к Великим загадкам физики.