Антиматерія — це найцінніше з відомих людству матеріалів, вартість якого оцінюється в астрономічні 62 трильйони доларів за грам. Цей матеріал настільки рідкісний, що, навіть маючи величезні фінансові ресурси, знайти або купити його в природі практично неможливо.
Що таке антиматерія і чому вона така дорога
На відміну від звичайних металів або дорогоцінного каміння, антиматерія не може бути просто видобута. Її потрібно створювати в лабораторних умовах, атом за атомом, що займає неймовірний час — мільярди років для отримання навіть десятої частини грама.
Антиматерія — це “дзеркальне” відображення звичайної матерії, з аналогічною структурою, але з протилежним зарядом. Наприклад, антипротони мають негативний заряд, тоді як позитрони (антиелектрони) — позитивний.
Коли матерія контактує з антиматерією, вони повністю знищують одна одну, вивільняючи величезну кількість енергії. Цей процес робить дослідження антиматерії надзвичайно складним та витратним, адже щойно вона утворюється, відбувається анігіляція.
Скільки коштує антиматерія
В 1999 році вчений NASA Гарольд Джерріш оцінив вартість виробництва антиматерії в 62,5 трильйона доларів за грам. Проте з розвитком технологій й усвідомленням складності її отримання, це значення може бути ще заниженим.
Фізик-теоретик з ЦЕРНу Майкл Дозер зазначив, що навіть очищення всього обсягу антиматерії, створеного за рік, не вистачить, щоб закип’ятити чашку чаю. При цьому одна сота нанограма антиматерії має таку ж вартість, як і кілограм золота. Це свідчить про можливу реальну вартість, що може сягати до 5,24 квадрильйона доларів за грам.
Як отримують антиматерію
У природі антиматерія утворюється в процесі розпаду радіоактивних елементів, таких як калій. Наприклад, банани містять калій-40 і випромінюють близько однієї частинки антиматерії за годину. Проте ці частини швидко зникають, тому їх неможливо накопичити.
Для виробництва антиматерії в лабораторних умовах вчені користуються потужними прискорювачами частинок. У ЦЕРНі протони розганяються до високих швидкостей і зіткнуться з іридієвим блоком. Лише в одному випадку з мільйона утворюється частинка антиматерії.
Отримані античастинки збираються в сповільнювач антипротонів, де їх утримують магнітні пастки. Однак навіть цей складний процес дозволяє отримати лише кілька нанограмів антиматерії на рік.
Енергетична вартість антиматерії
Процес створення антиматерії вимагає колосальних енергетичних витрат. Прискорювачі частинок у ЦЕРНі споживають до 90% від загального енергоспоживання центру, що еквівалентно 1250 гігават-годин на рік. Для порівняння, Лондон споживає близько 37 800 гігават-годин на рік.
Але навіть створення антиматерії — це лише частина завдання, оскільки навіть найменші кількості миттєво анігілюються при контакті зі звичайною матерією. Її потрібно ізолювати за допомогою надохолоджених магнітів у повному вакуумі.
На даний момент рекорд утримання антиматерії становить 405 днів для окремих частинок та 17 хвилин для антиатомів. У ЦЕРНі продовжуються експерименти з транспортування антиматерії, використовуючи спеціальні магнітні “пастки”. Однак під час недавнього випробування вдалося перемістити лише 70 звичайних протонів матерії, що вкрай мало в порівнянні з вимогами для маніпуляцій з антиматерією.
Враховуючи всі ці складнощі, виникає запитання: чому вчені продовжують досліджувати цю надзвичайно дорогу та нестабільну речовину? Відповідь криється в можливості зрозуміти фундаментальні закони Всесвіту.
Згідно з науковими теоріями, на початку всього існування Всесвіту матерія та антиматерія виникли в величезних кількостях, однак повинні були повністю знищити одна одну. Це порушує парадокс: якщо їхня кількість була однаковою, то що залишилося б з матерії?
Це підказує, що існують певні відмінності між матерією та антиматерією, які необхідно дослідити. Якщо ж таких відмінностей немає, можливо, що ми просто опинились у ділянці Всесвіту, заповненої лише матерією, в той час як інші регіони містять антиматерію, залишаючи їх поза нашими спостереженнями.
