Vienas gramas šios medžiagos kainuotų trilijonus: mokslininkai aiškina, kodėl ji tokia ypatinga

Dažniausiai kalbėdami apie brangiausias medžiagas prisimename auksą ar deimantus. Tačiau fizikai primena, kad egzistuoja medžiaga, kurios vertė sunkiai suvokiama – antimaterija.

Skaičiuojama, kad vienas jos gramas galėtų kainuoti iki keliasdešimt trilijonų eurų ir kartu būtų pavojingesnis už galingiausius branduolinius ginklus.

Kas yra antimaterija?

Antimaterija – tai paprastų elementariųjų dalelių atitikmenys su priešingu elektros krūviu. Pavyzdžiui, įprastą teigiamą protoną atitinka neigiamas antiprotonas, o neigiamą elektroną – teigiamas pozitronas.

Susitikę materijos ir antimaterijos atomai akimirksniu vienas kitą sunaikina. Jų masė virsta gryna energija pagal Einšteino formulę E = mc², ir tai yra 100 proc. efektyvus procesas. Branduolinėse bombose energija iš masės išgaunama tik maždaug 7–10 proc. efektyvumu.

Sprogstamoji galia ir kariniai scenarijai

Fizikų skaičiavimais, vos vienas gramas antimaterijos, susidūręs su vienu gramu paprastos medžiagos, sukeltų sprogimą, prilygstantį arba viršijantį Hirosimos ir Nagasakio bombų poveikį kartu sudėjus. Tai reikštų viso didelio miesto sunaikinimą.

Teoriškai net milijardinė gramo dalis, panaudota specialioje kulkoje, galėtų sugriauti namą ar sunaikinti tanką. Tokie scenarijai kol kas priklauso mokslinės fantastikos sričiai, tačiau rodo, kokią grėsmę keltų masinė antimaterijos gamyba.

Potencialas medicinoje ir kosmoso tyrimuose

Antimaterija domina ne tik kariškius. Antiprotonai tiriami kaip galimas labai tikslus kai kurių vėžio formų gydymo įrankis, panašus į jau naudojamą protonų terapiją, tik teoriškai dar taiklesnis.

Kitas viliojantis tikslas – tarpžvaigždinės kelionės. Jei pavyktų sukurti saugius antimaterijos variklius, raketa galėtų įsibėgėti iki maždaug 50 proc. šviesos greičio. Tai leistų pasiekti artimiausią žvaigždę per kelis metus, o ne per dešimtis tūkstančių metų.

Kodėl ji tokia brangi?

Didžioji Visatos dalis sudaryta iš paprastos medžiagos, o antimaterija natūraliai pasirodo tik labai trumpam, pavyzdžiui, kosminiams spinduliams atsitrenkus į Žemės atmosferą. Todėl ją tenka kurti dalelių greitintuvuose.

CERN Didysis hadronų priešpriešinių srautų žiedas Šveicarijoje – vienas pažangiausių įrenginių, gebantis per minutę sukurti apie 10 000 000 antiprotonų. Skamba daug, bet tokiais tempais vienam gramui reikėtų maždaug 100 mlrd. metų – daug ilgiau nei egzistuoja Visata.

Saugojimo ir kainos problema

Antimaterijos negalima uždaryti įprastame inde, nes ji akimirksniu sureaguotų su sienelėmis. Dalelės specialiose magnetinėse „spąstuose“ pakibusios vakuume, kad nieko neliestų. Šiuo metu CERN pavyko išlaikyti atomus tik apie 17 minučių, todėl didelio kiekio sukaupimas atrodo nerealu.

NASA skaičiavimai rodo didžiules sąnaudas. Remiantis ankstesniais vertinimais, vieno gramo antimaterijos gamyba galėtų kainuoti nuo maždaug 25 mlrd. iki dešimčių trilijonų eurų. Tai prilygtų reikšmingai daliai viso pasaulio metinės ekonomikos.

Naujas Pandoros skrynios dangtis

Istorija su atomine bomba parodė, kad technologijos, atveriančios milžinišką energijos potencialą, kartu atneša ir egzistencinių rizikų. Masinė antimaterijos gamyba atvertų dar vieną tokį skyrių.

Kol kas antimaterija yra itin brangus mokslinių tyrimų objektas, o ne realus ginklas ar raketų kuras. Tačiau pažanga dalelių fizikoje reiškia, kad diskusija apie jos panaudojimo etiką ir kontrolę turėtų prasidėti gerokai anksčiau, nei ši medžiaga taps lengviau prieinama.