Conform conceptelor moderne, forțele care determină structura materiei (interacțiune puternică, formând nuclee și interacțiune electromagnetică, formând atomi și molecule), sunt exact aceleași (simetrice) atât pentru particule, cât și pentru antiparticule. Aceasta înseamnă că structura antimateriei trebuie să fie identică cu structura materiei obișnuite.
Proprietățile antimateriei coincid complet cu proprietățile materiei obișnuite privite printr-o oglindă (specularitatea apare din cauza neconservării parității în interacțiunile slabe).
În noiembrie 2015, un grup de fizicieni ruși și străini de la coliderul american RHIC a demonstrat experimental identitatea structurii materiei și a antimateriei prin măsurarea precisă a forțelor de interacțiune dintre antiprotoni, care, în acest sens, s-au dovedit a fi imposibil de distins de protonii obișnuiți.
În timpul interacțiunii dintre materie și antimaterie are loc anihilarea lor, cu formarea de fotoni de mare energie sau de perechi de particule-antiparticule. Când 1 kg de antimaterie și 1 kg de materie interacționează, se vor elibera aproximativ 1,8 · 10 17 jouli de energie, ceea ce este echivalent cu energia eliberată într-o explozie de 42,96 megatone de TNT. Cel mai puternic dispozitiv nuclear a explodat vreodată pe planetă, Tsar Bomba: o masă de 26,5 tone, când a explodat, a eliberat energie echivalentă cu ~ 57-58,6 megatone. Limita Teller pentru armele termonucleare implică faptul că cel mai eficient randament energetic nu va depăși 6 kt/kg masa dispozitivului. Trebuie remarcat faptul că aproximativ 50% din energia în timpul anihilării unei perechi nucleon-antinucleon este eliberată sub formă de neutrini, care practic nu interacționează cu materia.
Există destul de multe raționamente cu privire la motivul pentru care partea observabilă a Universului constă aproape exclusiv din materie și dacă există alte locuri pline, dimpotrivă, aproape complet cu antimaterie; dar astăzi asimetria observată a materiei și antimateriei în Univers este una dintre cele mai mari probleme nerezolvate din fizică (vezi asimetria barionică a Universului). Se presupune că o asimetrie atât de puternică a apărut în primele fracțiuni de secundă după Big Bang.
Primirea
Primul obiect compus în întregime din antiparticule a fost anti-deuteronul sintetizat în 1965; apoi s-au obţinut antinuclee mai grele. În 1995, la CERN a fost sintetizat un atom de antihidrogen, format dintr-un pozitron și un antiproton. În ultimii ani, antihidrogenul a fost obținut în cantități semnificative și a început un studiu detaliat al proprietăților acestuia.
În 2013, au fost efectuate experimente pe o instalație pilot construită pe baza unei capcane cu vid ALPHA. Oamenii de știință au măsurat mișcarea moleculelor de antimaterie sub influența câmpului gravitațional al Pământului. Și deși rezultatele s-au dovedit a fi inexacte, iar măsurătorile au o semnificație statistică scăzută, fizicienii sunt mulțumiți de primele experimente privind măsurarea directă a gravitației antimateriei.
Preț
Antimateria este cunoscută drept cea mai scumpă substanță de pe Pământ – NASA a estimat în 2006 că produce un miligram de pozitroni la un cost estimat la 25 de milioane de dolari. Conform unei estimări din 1999, un gram de antihidrogen ar valora 62,5 trilioane de dolari. CERN din 2001 estimează că producția de o miliardime dintr-un gram de antimaterie (volumul folosit de CERN în ciocnirile particule-antiparticule pe parcursul a zece ani) era în valoare de câteva sute de milioane de franci elvețieni.
Vezi si
Scrieți o recenzie la articolul „Antimaterie”
Note (editare)
Legături
- - 2011
- Pakhlov, Pavel.... postnauka.ru (23.05.2014).
- Pakhlov, Pavel.... postnauka.ru (6.03.2014).
Literatură
- Vlasov N.A. Antimaterie. - M .: Atomizdat, 1966 .-- 184 p.
- Shirokov Yu.M., Yudin N.P. Fizica nucleara. - M .: Nauka, 1972 .-- 670 p.
Extras din Antimaterie
Și pentru a dovedi irefutabilitatea acestui argument, pliurile au fugit toate de pe față.Prințul Andrew se uită întrebător la interlocutorul său și nu răspunse.
- De ce te duci? Știu că crezi că este de datoria ta să mergi în armată acum că armata este în pericol. Înțeleg că, mon cher, c „est de l” eroism. [Dragul meu, acesta este eroism.]
— Deloc, spuse prințul Andrew.
- Dar tu un philoSophiee, [filozof], fii el cu totul, priveşte lucrurile din cealaltă parte, şi vei vedea că datoria ta, dimpotrivă, este să ai grijă de tine. Lasă pe alții care nu mai sunt buni de nimic... Nu ți s-a ordonat să te întorci, și de aici nu ai fost eliberat; prin urmare, poți să stai și să mergi cu noi oriunde ne va duce nefericita noastră soartă. Ei spun că merg la Olmutz. Și Olmutz este un oraș foarte frumos. Și vom călători împreună în siguranță cu trăsura mea.
— Nu mai glumi, Bilibin, spuse Bolkonsky.
„Vă spun sincer și prietenos. Judecător. Unde și de ce te duci acum că poți rămâne aici? Te așteaptă unul din două lucruri (și-a adunat pielea peste tâmpla stângă): fie nu vei ajunge în armată și pacea va fi încheiată, fie înfrângerea și dizgrația cu întreaga armată Kutuzov.
Și Bilibin și-a slăbit pielea, simțind că dilema lui era de necontestat.
„Nu pot judeca asta”, a spus cu răceală prințul Andrey și s-a gândit: „Voi salva armata”.
„Mon cher, vous etes un heros, [Draga mea, ești un erou]”, a spus Bilibin.
În aceeași noapte, înclinându-se în fața ministrului de război, Bolkonsky s-a dus la armată, neștiind unde o va găsi și temându-se să nu fie interceptat de francezi în drum spre Krems.
În Brunn, întreaga populație a curții era înghesuită, iar poverile erau deja trimise la Olmütz. Lângă Etzelsdorf, prințul Andrei a mers cu mașina pe drumul pe care armata rusă se mișca cu cea mai mare grabă și în cea mai mare dezordine. Drumul era atât de aglomerat de căruțe, încât era imposibil să mergi într-o trăsură. Luând de la comandantul cazac un cal și un cazac, prințul Andrei, flămând și obosit, depășind căruțele, s-a dus să-l găsească pe comandantul șef și căruța lui. Cele mai de rău augur zvonuri despre poziția armatei au ajuns la el pe drum, iar vederea armatei haotice alergătoare a confirmat aceste zvonuri.
"Cette armee russe que l" or de l "Angleterre a transporte, des extremites de l" univers, nous allons lui faire eprouver le meme sort (le sort de l "armee d" Ulm) ", [" This Russian army, which Aurul englez adus aici de la sfârșitul lumii, va avea aceeași soartă (soarta armatei din Ulm). ”] și-a amintit cuvintele ordinului lui Bonaparte către armată înainte de începerea campaniei, iar aceste cuvinte au stârnit în egală măsură și în i-a surprins eroul de geniu, un sentiment de mândrie ofensată și speranță de glorie. „Și dacă nu mai rămâne decât să moară? Se gândi. Ei bine, dacă este necesar! Nu o voi face mai rău decât alții”.
Prințul Andrei se uita cu dispreț la aceste echipe nesfârșite, amestecate, căruțe, parcuri, artilerie și iar căruțe, căruțe și căruțe de tot felul, depășindu-se una pe cealaltă și în trei, în patru rânduri îndiguiau drumul noroios. Din toate părțile, înainte și înapoi, atâta timp cât se auzea urechea, s-au auzit zgomote de roți, zgomot de cadavre, căruțe și trăsuri cu puști, călcarea în picioare, lovituri de bici, strigăte încurajatoare, blestemul soldaților, ordonanților și ofițerilor. De-a lungul marginilor drumului, erau necontenit jupuiți și neîngrijiți cai căzuți, când căruțe sparte cu soldați singuri care așteptau ceva, când soldați care se despărțiseră din echipe, care se duceau în cete în satele vecine sau târau găini, berbeci, fân sau fân de la sate.saci plini cu ceva.
Pe urcări și coborâri, mulțimile s-au îngroșat și s-a auzit un geamăt continuu de țipete. Soldații, scufundați până la genunchi în noroi, au apucat pistoale și vagoane în brațe; biciul se batea, copitele alunecau, sforile izbucneau și țipetele le smulgeau din sâni. Ofițerii care se ocupau de mișcare, când înainte, când înapoi, mergeau între căruțe. Vocile lor erau ușor audibile în mijlocul zumzetului general și era evident din fețele lor că erau disperați de posibilitatea de a opri această tulburare. „Voila le cher [‘Iată o dragă] armată ortodoxă”, a gândit Bolkonsky, amintindu-și cuvintele lui Bilibin.
Vrând să-l întrebe pe unul dintre acești oameni unde era comandantul șef, a mers până la vagonul. Direct vizavi de el mergea o trăsură ciudată cu un singur cal, aparent aranjată prin mijloacele casnice ale soldaților, reprezentând mijlocul dintre o căruță, un decapotabil și un sidecar. Un soldat conducea în trăsură, iar o femeie stătea sub un blat de piele în spatele unui șorț, toate legate cu eșarfe. Prințul Andrew a condus și se îndreptase deja spre soldat cu o întrebare, când atenția i-a fost atrasă de strigătele disperate ale unei femei care stătea într-un căruță. Ofițerul care se ocupa de vagonul l-a bătut pe soldat, care stătea coșer în această vagonă, pentru că voia să-i ocolească pe ceilalți, iar biciul a căzut pe șorțul vagonului. Femeia țipă strident. Văzându-l pe prințul Andrei, s-a aplecat de sub șorț și, făcându-și mâinile subțiri care săriseră de sub șalul covorului, a strigat:
- Adjutant! Domnule adjutant!... Pentru numele lui Dumnezeu... ocrotiți... Ce va fi?... Eu sunt soția leac a celui de-al 7-lea Jaeger... nu au voie; am rămas în urmă, ne-am pierdut pe al nostru...
- O voi rupe într-o prăjitură, o împachetez! - a strigat ofițerul furios la soldat, - întoarce-te cu curva ta.
- Domnule adjutant, protejează-mă. Ce este asta? – a strigat medicul.
„Dacă vă rog să lăsați trăsura să treacă. Nu vezi că aceasta este o femeie? – spuse prințul Andrey, conducând până la ofițer.
Ofițerul i-a aruncat o privire și, fără să răspundă, s-a întors spre soldat: - O să-i ocolesc... Înapoi!...
„Dă-l mai departe, îți spun”, a repetat prințul Andrey, strângându-și buzele.
- Si cine esti tu? Ofițerul s-a întors brusc spre el cu o furie beată. - Cine ești tu? Tu (a apăsat mai ales pe tine) șeful, nu? Aici sunt eu șeful, nu tu. Tu, înapoi, - repetă el, - o voi sparge într-o prăjitură.
Se pare că ofițerului i-a plăcut această expresie.
- I-ai bărbierit important pe adjutant, - a auzit o voce din spate.
Prințul Andrew a văzut că ofițerul era în acea criză de beție de furie gratuită, în care oamenii nu-și aminteau ce spuneau. A văzut că mijlocirea lui pentru soția de leac în căruță era plină de ceea ce se temea cel mai mult în lume, ceea ce se numește ridicol [ridicol], dar instinctul lui spunea altfel. Înainte ca ofițerul să aibă timp să-și termine ultimele cuvinte, prințul Andrei, cu chipul desfigurat de furie, se apropie de el și ridică biciul:
- Din testamentele despre lasa-l!
Ofițerul a făcut semn cu mâna și a plecat în grabă.
Antimateria este materie compusă exclusiv din antiparticule. În natură, fiecare particulă elementară are o antiparticulă. Pentru un electron, acesta va fi un pozitron, iar pentru un proton încărcat pozitiv, un antiproton. Atomi de materie obișnuită - altfel se numește substanță monedă- consta dintr-un nucleu încărcat pozitiv în jurul căruia se mișcă electronii. Iar nucleele încărcate negativ ale atomilor de antimaterie, la rândul lor, sunt înconjurate de anti-electroni.
Forțele care determină structura materiei sunt aceleași pentru particule și antiparticule. Mai simplu spus, particulele diferă doar prin semnul încărcăturii. Este caracteristic că „antimateria” nu este chiar numele corect. În esență, este doar un fel de substanță care are aceleași proprietăți și este capabilă să creeze atracție.
Anihilare
De fapt, acesta este un proces de ciocnire a unui pozitron și a unui electron. Ca rezultat, distrugerea reciprocă (anihilarea) ambelor particule are loc cu eliberarea de energie enormă. Anihilarea a 1 gram de antimaterie echivalează cu o explozie a încărcăturii TNT de 10 kilotone!
Sinteză
În 1995, s-a anunțat că primii nouă atomi de antihidrogen au fost sintetizați. Au trăit 40 de nanosecunde și au murit, eliberând energie. Și deja în 2002 numărul de atomi obținuți era estimat la sute. Dar toate antiparticulele obținute ar putea trăi doar pentru nanosecunde. Lucrurile s-au schimbat odată cu lansarea ciocnitorului cu hadron: 38 de atomi de antihidrogen au fost sintetizați și menținuți pentru o secundă întreagă. În această perioadă de timp, a devenit posibilă efectuarea unor cercetări asupra structurii antimateriei. Ei au învățat să păstreze particulele după ce au creat o capcană magnetică specială. În ea, pentru a obține efectul dorit, se creează o temperatură foarte scăzută. Adevărat, o astfel de capcană este o afacere foarte greoaie, complicată și costisitoare.
În trilogia lui S. Snegov „Oamenii ca zei”, procesul de anihilare este folosit pentru zborurile intergalactice. Eroii romanului, folosindu-l, transformă stelele și planetele în praf. Dar în vremea noastră, este mult mai dificil și mai costisitor să obții antimaterie decât să hrănești omenirea.
Cât costă antimateria
Un miligram de pozitroni ar trebui să coste 25 de miliarde de dolari. Și un gram de antihidrogen va trebui să plătească 62,5 trilioane de dolari.
O persoană atât de generoasă nu a apărut încă încât să poată cumpăra măcar o sutime de gram. Câteva sute de milioane de franci elvețieni au trebuit să plătească pentru o miliardime dintr-un gram pentru a obține material pentru lucrări experimentale privind ciocnirea particulelor și antiparticulelor. Până acum, nu există o astfel de substanță în natură care ar fi mai scumpă decât antimateria.
Dar cu întrebarea despre greutatea antimateriei, totul este destul de simplu. Deoarece diferă de materia obișnuită numai în sarcină, toate celelalte caracteristici sunt aceleași. Se pare că un gram de antimaterie va cântări exact un gram.
Lumea antimateriei
Dacă considerăm adevărul că a fost, atunci ca rezultat al acestui proces ar fi trebuit să apară o cantitate egală de materie și antimaterie. Deci de ce nu vedem lângă noi obiecte compuse din antimaterie? Răspunsul este destul de simplu: două tipuri de substanțe nu pot coexista împreună. Cu siguranță vor fi distruși. Este probabil să existe galaxii și chiar universuri de antimaterieși chiar le vedem pe unele dintre ele. Dar din ele emană aceeași radiație, emană aceeași lumină, ca și din galaxiile obișnuite. Prin urmare, este încă imposibil de spus cu siguranță dacă există o antilume sau este un basm frumos.
E periculos?
Omenirea a transformat multe descoperiri utile în mijloace de distrugere. Antimateria în acest sens nu poate fi o excepție. O armă mai puternică decât una bazată pe principiul anihilării nu poate fi încă imaginată. Poate că nu este atât de rău încât nu este încă posibil să extragi și să depozitezi antimaterie? Nu va deveni clopotul fatal pe care omenirea îl va auzi în ultima sa zi?
Antimateria este materie formată din antiparticule, adică particule cu exact aceleași, dar opuse ca semnificație și proprietăți, ale acelor particule ale cărora sunt opuse. Fiecare particulă are propria copie în oglindă - o antiparticulă. Antiparticulele protonului, neutronului și se numesc antiproton, antineutron și, respectiv, pozitron. La rândul lor, protonii și neutronii sunt formați din particule și mai mici numite quarci. Antiprotonii și antineutronii sunt formați din antiquarci.
Antiparticulele poartă o sarcină similară, dar opusă, ca și omologii lor din materia obișnuită, dar au aceeași masă și sunt similare cu ele în toate celelalte privințe. După cum sugerează oamenii de știință, ar putea exista galaxii întregi formate din antimaterie. Există, de asemenea, părerea că ar putea exista și mai multă antimaterie în Univers decât materie obișnuită. Dar este imposibil să vedem antimateria, la fel ca obiectele lumii obișnuite din jurul nostru. Nu este vizibil pentru vederea umană.
Majoritatea astronomilor sunt totuși de acord că încă nu există atât de multă antimaterie sau că nu există nicio antimaterie în natură, altfel, așa cum raționează ei, ar exista multe locuri în Univers în care materia obișnuită și antimateria se ciocnesc între ele, ceea ce ar fi însoțit de un flux puternic de raze gamma cauzat de anihilarea lor. Anihilarea este distrugerea reciprocă a particulelor de materie și antimaterie, însoțită de eliberarea de energie. Cu toate acestea, nu au fost găsite astfel de regiuni.
Una dintre posibilele ipoteze pentru apariția antimateriei este asociată cu teoria big bang-ului. Această teorie susține că toate ale noastre au apărut ca urmare a expansiunii unui anumit punct în spațiu. După explozie, a apărut o cantitate egală de materie și antimaterie. Procesul de distrugere reciprocă a început imediat. Cu toate acestea, din anumite motive, a existat puțin mai multă materie, ceea ce a permis formarea Universului în forma cu care suntem obișnuiți.
Din cauza lipsei de oportunitate de a studia proprietățile antimateriei, oamenii de știință au recurs la metode artificiale de formare a antimateriei. Pentru a-l obține, folosesc dispozitive științifice speciale - acceleratoare de particule, în care atomii materiei sunt accelerați la aproximativ viteza luminii (300.000 km/sec). Ciocnind, unele dintre particule sunt distruse, rezultând formarea de antiparticule, din care se poate obține antimateria. Depozitarea antimateriei este o problemă dificilă, deoarece, în contact cu materia obișnuită, antimateria este distrusă. Pentru a face acest lucru, boabele de antimaterie rezultate sunt plasate în vid și în interior, ceea ce le ține suspendate și nu permite atingerea pereților depozitului.
În ciuda complexității obținerii și cercetării antimateriei, aceasta poate oferi multe beneficii pentru viața noastră. Toate se bazează pe faptul că atunci când antimateria interacționează cu materia, este eliberată o cantitate imensă de energie. În plus, raportul dintre energia eliberată și masa substanței participante nu este depășit de niciun tip sau exploziv. Ca urmare a anihilării, nu există produse secundare, ci doar energie pură. Prin urmare, oamenii de știință deja visează la aplicarea sa. De exemplu, despre antimaterie cu o resursă nesfârșită. Navele spațiale alimentate de motoare anihilatoare vor putea zbura mii de ani lumină la aproximativ viteza luminii. Acest lucru va oferi armatei posibilitatea de a crea o putere uriașă, mult mai distructivă decât cea atomică sau hidrogenul. Cu toate acestea, toate aceste vise nu sunt destinate să devină realitate până când nu putem obține antimaterie ieftină la scară industrială.
Disponibilitatea generală a informațiilor de orice fel, abundența de filme științifico-fantastice, al căror subiect este legat de anumite probleme științifice sau pseudoștiințifice, popularitatea romanelor senzaționale - toate acestea au dus la formarea unui număr considerabil de mituri despre noi. lume. De exemplu, datorită numeroaselor teorii care joacă în jurul variantelor Doomsday, conceptul de „antimaterie” a devenit utilizat pe scară largă. În lucrările de ficțiune și teoriile apocaliptice, antimateria înseamnă o anumită substanță, care în proprietățile ei este opusă materiei, materie. Un fel de gaură neagră, care absoarbe și distruge tot ce cade în zona sa de atracție. Ce este antimateria, de fapt, trebuie să întrebi nu de la scriitori, regizori și cei obsedați de așteptarea unui colaps general, ci de la oameni de știință.
Antiparticulele și antimateria sunt o parte comună a universului
Oamenii de știință vă vor spune că nu există nimic teribil și catastrofal în antimaterie. Cel puțin datorită faptului că este imposibil să se opună materie și antimaterie - ceea ce se numește în mod obișnuit antimaterie este de fapt un fel de materie, adică materie. Conform clasificării științifice, particulele de materie sunt de obicei numite structuri materiale formate din atomi înconjurați de particule elementare. Partea de bază a atomului este nucleul, care are o sarcină pozitivă, iar particulele elementare din jurul lui sunt încărcate negativ. Aceștia sunt aceiași electroni, al căror nume îl folosim în viața de zi cu zi când menționăm electronice și dispozitive electrice.
Antimateria este alcătuită din antiparticule, adică acele structuri materiale, ale căror nuclee au o sarcină negativă, iar particulele din jurul lor sunt pozitive.
Particulele elementare pozitive au fost descoperite de oamenii de știință abia în 1932 și numite pozitroni. De asemenea, nu există nicio dramă fatală în interacțiunea dintre particule și antiparticule, materie și antimaterie. Are loc anihilarea - procesul de transformare a materiei și antimateriei care au intrat într-o reacție în particule fundamental noi, care nu existau inițial și care posedă proprietăți diferite față de particulele originale, „părinte”. Adevărat, „efectul secundar” poate fi destul de periculos: anihilarea este însoțită de eliberarea unei cantități uriașe de energie. Se estimează că reacția a 1 kilogram de materie cu 1 kilogram de antimaterie va elibera o energie egală cu aproximativ 43 de megatone de TNT explodat. Cea mai puternică bombă nucleară explodata de pe Pământ avea un potențial de aproximativ 58 de megatone în echivalent TNT.
Cum să obțineți antimaterie nu este o întrebare pentru știință
Realitatea antimateriei este un fapt dovedit. Ipotezele teoretice ale oamenilor de știință au fost combinate armonios cu imaginea științifică generală a lumii, iar apoi antiparticulele au fost descoperite experimental. De aproape cincizeci de ani, antiparticulele au fost produse artificial prin interacțiunea dintre particule și antiparticule. În 1965, a fost sintetizat anti-deuteronul, iar 30 de ani mai târziu s-a obținut antihidrogen (diferența sa față de hidrogenul „clasic” este că atomul de antimaterie este format dintr-un pozitron și un antiproton). Oamenii de știință au mers mai departe și în 2010-2011 au reușit să „prindă” atomi de antimaterie în condiții de laborator. Să fie doar aproximativ 40 de atomi în „capcană” și 172 de milisecunde au putut să-i rețină.
Perspectivele practice pentru studierea antiparticulelor sunt evidente, având în vedere potențialul energetic enorm al interacțiunii particulelor și antiparticulelor.
Utilizarea antimateriei și lansarea acestui proces într-un mod controlat înlătură practic problema obținerii energiei odată pentru totdeauna.
Dificultatea, ca întotdeauna, este în bani: calculele arată că astăzi ar costa aproximativ 60 de trilioane de dolari pentru a produce doar un gram de antimaterie. Așadar, sursele tradiționale de energie sunt încă relevante - iar cercetarea trebuie continuată. Mai mult, deja la începutul secolelor XX-XXI, astronomii și astrofizicienii au descoperit sursele de antimaterie din Univers. În special, s-au obținut date despre fluxurile reale ale particulelor elementare încărcate pozitiv (pozitroni) care se deplasează în spațiul cosmic. Au apărut mai multe teorii, mai mult sau mai puțin fundamentate de cercetări practice, care explică mecanismele de formare a antiparticulelor în condiții naturale.
O versiune foarte populară a explicației este că antiparticulele se formează într-un câmp gravitațional puternic în găurile negre. Acest câmp gravitațional interacționează cu materia „obișnuită”, ca urmare a procesului de „prelucrare” a materiei, și se obțin pozitroni – particule care, sub influența gravitației, și-au schimbat sarcina din negativă în pozitivă. Un alt concept indică elementele radioactive care apar în mod natural, dintre care cele mai faimoase sunt supernove. Se presupune că aceste reactoare nucleare naturale „produc” antiparticule ca produse secundare. Există și alte versiuni: de exemplu, procesul de îmbinare a două stele poate fi însoțit de formarea de particule cu o sarcină schimbată sau, dimpotrivă, un astfel de efect poate provoca moartea stelelor.
Unde să găsești antimaterie - Un puzzle pentru cercetători
Astfel, prezența antimateriei este de netăgăduit. Dar, așa cum se întâmplă de obicei atunci când investighăm secretele Universului, a apărut o problemă fundamentală, pe care știința în acest stadiu al dezvoltării sale nu a fost încă capabilă să o rezolve. Conform principiului simetriei structurii Universului 
, lumea noastră ar trebui să conțină aproximativ aceeași cantitate de materie ca și antimaterie, la fel de mulți atomi constând dintr-un nucleu pozitiv și particule încărcate negativ ca atomi cu un nucleu negativ și particule pozitive. Dar, în practică, nu au fost găsite urme ale unei acumulări la scară largă de antimaterie (teoreticienii chiar au venit cu un nume pentru astfel de clustere - „antilume”) nu au fost găsite momentan.
În observațiile astronomice, antimateria este înregistrată destul de bine doar datorită radiațiilor gamma emise. Cu toate acestea, optimiștii nu își pierd speranța – și pe bună dreptate.
În primul rând, Pământul poate fi situat în acea parte „materială” a Universului, care este cât mai departe posibil de jumătatea „antimateriei”. Aceasta înseamnă că întreaga problemă este în dispozitive de observare insuficient de puternice și perfecte. În al doilea rând, în funcție de radiația lor electromagnetică, obiectele constând din materie și antimaterie nu se pot distinge, prin urmare metoda optică de observare este inutilă aici. În al treilea rând, teoriile compromisului nu au fost respinse - de exemplu, că Universul are o structură celulară, în care fiecare celulă este formată din jumătate materie și jumătate antimaterie.
Alexandru Babitsky
În fizică și chimie, antimateria este o substanță care constă din antiparticule, adică un antiproton (un proton cu sarcină electrică negativă) și un antielectron (un electron cu o sarcină electrică pozitivă). Un antiproton și un antielectron formează un atom de antimaterie, la fel cum un electron și un proton formează un atom de hidrogen.
Conceptul general de materie și antimaterie
Toată lumea știe răspunsul la întrebarea ce este materia, adică este o substanță care constă din molecule și atomi. Atomii înșiși, la rândul lor, sunt compuși din electroni și nuclee formate din protoni și neutroni. Înțelegerea întrebării ce este materia face posibil să înțelegem ce este antimateria. Este înțeles ca o substanță, ale cărei particule constitutive au o sarcină electrică opusă. În cazul unei perechi neutron-antineutron, sarcinile lor sunt egale cu zero, dar momentele magnetice sunt direcționate opus.
Principala proprietate a antimateriei este capacitatea sa de a se anihila atunci când întâlnește materia obișnuită. Ca urmare a contactului acestor substanțe, masa dispare și este complet transformată în energie. Conform teoriei cosmice, în Univers există o cantitate egală de materie și antimaterie, acest fapt decurgând din raționamentul teoretic. Cu toate acestea, aceste substanțe sunt separate de distanțe uriașe, deoarece orice întâlnire între ele duce la fenomene cosmice grandioase de distrugere a materiei.
Istoria descoperirii antimateriei
Antimateria a fost descoperită în 1932 de către fizicianul nord-american Karl Andersen, care a studiat razele cosmice și a fost capabil să detecteze pozitronul (antiparticula electronului). Datorită acestei descoperiri, a primit Premiul Nobel în 1936. Antiprotonii au fost ulterior descoperiți experimental. Acest lucru s-a întâmplat în 2006 datorită lansării satelitului Pamela, a cărui misiune a fost să studieze particulele emise de soare.
Ulterior, omenirea a învățat să creeze independent antimaterie. În urma multor experimente, s-a demonstrat că ciocnirea materiei și antimateriei distruge ambele substanțe și generează raze gamma. Aceste descoperiri experimentale au fost prezise de Albert Einstein.
Utilizarea antimateriei
Unde poate fi folosită antimateria? În primul rând, antimateria este un combustibil excelent. Doar o picătură de antimaterie este capabilă să furnizeze energie, care va fi suficientă pentru a furniza energie unui oraș mare pentru o zi. În plus, această sursă de energie este ecologică.
În domeniul medical, principala utilizare a antimateriei este tomografia cu radiații cu pozitroni. Razele gamma, care rezultă din anihilarea materiei și antimateriei, sunt folosite pentru a detecta tumorile canceroase din organism. Antimateria este folosită și în terapia cancerului. În prezent, cercetările sunt în desfășurare privind utilizarea antiprotonilor pentru distrugerea completă a țesuturilor canceroase.
Cât costă un gram de antimaterie și unde să-l depozitezi?
Producerea de antimaterie folosind acceleratori de particule necesită costuri mari de energie. În plus, antimateria este dificil de depozitat, deoarece se autodistruge la orice contact cu o substanță obișnuită. Prin urmare, îl stochează în câmpuri electromagnetice puternice, care necesită și costuri mari de energie pentru crearea și întreținerea lor.
În legătură cu cele de mai sus, putem concluziona că antimateria este cea mai scumpă substanță de pe pământ. Gramul său este estimat la 62,5 miliarde de dolari SUA. Potrivit altor estimări furnizate de CERN, ar fi nevoie de câteva sute de milioane de franci elvețieni pentru a crea o miliardime dintr-un gram de antimaterie.
Spațiul este sursa de antimaterie
În această etapă de dezvoltare a tehnologiei, crearea artificială de antimaterie este o metodă ineficientă și costisitoare. Având în vedere acest lucru, oamenii de știință de la NASA plănuiesc să colecteze antimaterie cu câmpuri magnetice în centura Van Allen a Pământului. Această centură este situată la o altitudine de câteva sute de kilometri deasupra suprafeței planetei noastre și are o grosime de câteva mii de kilometri. Această regiune a spațiului conține un număr mare de antiprotoni, care se formează ca urmare a reacțiilor particulelor elementare cauzate de ciocnirile razelor cosmice în straturile superioare ale atmosferei Pământului. Cantitatea de materie obișnuită este mică, astfel încât antiprotonii pot exista în ea mult timp.
O altă sursă de antimaterie o reprezintă centurile de radiații similare din jurul planetelor gigantice ale sistemului solar: Jupiter, Saturn, Neptun și Uranus. Oamenii de știință acordă o atenție deosebită lui Saturn, care, în opinia lor, ar trebui să producă un număr mare de antiprotoni, care rezultă din interacțiunea particulelor cosmice încărcate cu inelele de gheață ale planetei.
De asemenea, se lucrează în direcția depozitării mai economice a antimateriei. De exemplu, profesorul Masaki Hori a anunțat metoda dezvoltată de limitare a antiprotonilor folosind frecvențe radio, care, potrivit acestuia, va reduce semnificativ dimensiunea recipientului pentru antimaterie.