Kā top antimateriāls?

Īsā atbilde

1955. gada oktobrī New York Times pirmajā lapā bija rakstīts: “Atrasta jauna atoma daļiņa; Nosaukts par negatīvo protonu”. Lai gan antielektroni, kas pazīstami kā pozitroni, tika atklāti vairāk nekā divas desmitgades agrāk, 1932. gadā, antiprotona atklāšana pierādīja, ka visa antimatērijas ideja nebija nejaušība un ka visiem matērijas veidiem patiešām ir ļaunie dvīņi. Antimatērija ir matērijas forma, kas ir identiska parastajai vielai, izņemot to, ka tai ir pretējs lādiņš, un, saskaroties ar parasto vielu, tā iznīcina, atbrīvojot enerģijas daudzumu, ko nosaka slavenais Einšteina vienādojums E=MC2.

Viss augstas enerģijas daļiņu paātrinātāju laikmets tika aizsākts, cenšoties atklāt antiprotonu. Kopš pozitrona atklāšanas fiziķiem bija aizdomas, ka antiprotons pastāv. Viņi izveidoja ciklotronus, kas pakāpeniski pārbaudīja augstākas enerģijas, lai noskaidrotu, vai antiprotonus var atrast.

1954. gadā Nobela prēmijas laureāts fiziķis Ērnests Lorenss Bērklijā, Kalifornijā, uzbūvēja Bevatron – masīvu daļiņu paātrinātāju, kas varētu sadurties kopā ar diviem protoniem pie 6.2 GeV (giga-elektronu voltiem), kā tika prognozēts kā ideāls diapazons, lai radītu antimatērija. Apmēram 6.2 GeV un vairāk daļiņas saduras ar tik milzīgām enerģijām, ka rodas jauna matērija. Tas ir E=MC2 sekas — ģenerē pietiekami daudz enerģijas, un notiek vielu ražošana. Kad jauna viela tiek veidota no nekā, tā veidojas vienādos daudzumos daļiņu un antidaļiņu. Magnētiskais lauks var izsūknēt negatīvi lādētos antiprotonus, un tos var noteikt. Šādi jārada antimateriāls.

Daudzus gadus vēlāk, deviņdesmito gadu sākumā CERN, zinātniekiem izdevās izveidot pirmos antiatomus — īpaši antiūdeņradi. Tas tika paveikts, paātrinot antiprotonus ar relatīvistisko ātrumu līdzās parastajiem atomiem. Atsevišķos gadījumos, ejot tuvu atoma kodolam, to enerģija būtu pietiekama, lai piespiestu izveidot elektronu-antielektronu pāri. Reizēm antielektrons savienojās pārī ar garāmejošo antiprotonu, radot vienu antiūdeņraža atomu. 1990. gadā CERN apstiprināja, ka ir veiksmīgi radījis deviņus antiūdeņraža atomus. Bija sācies patiesas antimateriālu ražošanas laikmets.

Diemžēl izmantošana antimateriālu ražošanai ir ierobežota. Tas ir izveidots ar tik milzīgu neefektivitāti, ka, ražojot ievērojamus daudzumus, tiktu iztukšota visa planētas elektroenerģijas padeve. Tāpēc mums nav jābaidās no hipotētiskas antimatērijas bumbas izveides — tehnoloģija vienkārši nav dzīvotspējīga. Tālā nākotnē antimateriālu var uzskatīt par efektīvu enerģijas uzkrāšanas veidu gariem starpzvaigžņu ceļojumiem. Praktiski jebkuram lietojumam akumulatori būtu labāki, taču īpašiem lietojumiem, kad vēlaties slazdīt tonnas enerģijas nelielā telpā, antimatērija varētu būt pievilcīga.

Īsā atbilde

Saistītie jautājumi