ПИФОС

Антивещество — материя, состоящая из античастиц. То есть частиц-двойников, обладающих той же массой, но отличающихся знаками некоторых характеристик взаимодействия. По современным представлениям, силы, определяющие структуры материи, совершенно одинаковы как для частиц, так и для античастиц.

Последние новости: физикам Европейского центра ядерных исследований (CERN) удалось создать и удерживать антиматерию в течение одной десятой доли секунды. А это, по исследовательским меркам, достаточно длительное время. О значении для науки полученного результата и о том, как удалось его добиться, рассказал начальник лаборатории Института теоретической и экспериментальной физики, руководитель группы в эксперименте на большом адронном коллайдере в ЦЕРНе Владимир Гаврилов.

При взаимодействии вещества и антивещества их масса превращается в энергию. Такую реакцию называют аннигиляцией. Антивещество — лидер среди известных веществ по плотности энергии. Подсчитано, что при вступлении во взаимодействие 1 кг антиматерии и 1 кг материи выделится приблизительно 1,8×1017 джоулей энергии, что эквивалентно энергии выделяемой при взрыве 42,96 мегатонн тротила. Самое мощное ядерное устройство из когда-либо взрывавшихся на планете, «Царь-бомба» (вес ~ 20 т), соответствовало 57 мегатоннам. Следует отметить, что порядка 50 % энергии, выделившейся при аннигиляции (реакции пары нуклон-антинуклон), выделяется в форме нейтрино, которые практически не взаимодействуют с веществом. - Wikipedia

В интервью “Вестям ФМ” В.Гаврилов отметил, что это был эксперимент не на адронном коллайдере, а на совсем другой установке. Для того чтобы сделать вообще атомы антиводорода, для начала надо произвести антипротоны, позитроны. Антипротоны надо остановить до почти нулевой скорости, тогда образуются антиатомы, но основная сложность заключается в том, что антивещество моментально, встретившись с веществом, аннигилирует, поэтому надо создать, с одной стороны, глубокий вакуум, а с другой стороны, в чем-то удержать вот эти антиатомы. Для этого была специально разработана магнитная ловушка, в которой вот эти антиатомы водорода и удерживались в течение десятой доли секунды. Для того чтобы эти 38 антиатомов удержать, сначала были образовано буквально тысячи этих атомов, и только часть из них были в этой ловушке остановлены.

Вопрос антиматерии сам по себе очень интересный, потому что, с одной стороны, согласно современным моделям происхождения Вселенной, в самом начале был так называемый большой взрыв, когда материи и антиматерии было практически одинаковое количество. А сейчас по всем наблюдениям, которые мы знаем, вокруг нас нет никакой антиматерии. Все галактики и все звезды, находящиеся в видимой части нашей Вселенной, сделаны только из материи. Вопрос: куда делась антиматерия? Может быть, с ней что-то произошло? Существуют ли другие места, заполненные, наоборот, практически полностью антивеществом? На сегодняшний день наблюдаемая асимметрия вещества и антивещества во вселенной — одна из самых больших нерешенных задач физики. Предполагается, что столь сильная асимметрия возникла в первые доли секунды после Большого Взрыва. И вопрос о том, что свойства антиатомов такие же, как свойства атомов, а именно для этого антиводород и был создан и изучается – это очень интересный вопрос.

Далее В.Гаврилов отметил: “Для того, чтобы проникнуть в тайны возникновения Вселенной надо много чего понимать. И это один из вопросов - действительно вопрос об антиматерии – этот опыт поможет нам сказать. Главная задача здесь – показать, насколько свойства антиатома такие же, как свойства атома. Там разные переходы электронов, какие спектры поглощения. И вот для этого мы и должны остановить эти антиатомы, чтобы делать с ними эксперименты.

С точки зрения представления современной науки мы не ожидаем, что у нас свойства антивещества будут отличаться от свойств вещества, так что мы можем это зарегистрировать в относительно несложных экспериментах, которые мы пока делаем. Конечно, неожиданности всегда возможны, для этого эксперименты и ставятся. Если бы мы были уверены на 100%, что свойства одинаковые, мы бы не стали этого измерять. Но всегда есть подозрение: а вдруг мы что-то не так понимаем? И только после эксперимента мы можем внести поправки в существующую теорию. Но пока такого не обнаружено.”

Антивещество известно как самая дорогая субстанция на Земле, по оценкам НАСА 2006 года, производство миллиграмма позитронов стоило примерно 25 миллионов долларов США. По оценке 1999 года, один грамм антиводорода стоил 62.5 триллиона долларов. По оценке CERN 2001 года, производство миллиардной доли грамма антивещества (объем, использованный CERN в столкновениях частиц и античастиц в течение десяти лет) стоило несколько сотен миллионов швейцарских франков.

Вы еще сомневаетесь, нужны ли такие траты? Обуздав реакцию взаимодействия вещества и антивещества человечество навсегда решит все свои энергетические проблемы.