Слухи об антиматерии часто возникали рядом со слухами о Большом адронном коллайдере. Именно там можно было получить это странное вещество. В сознании людей иногда формировалось мнение, что это повлечет почти появление черной дыры. Но, как говорят специалисты, антиматерия – это не так страшно. Более того, во Вселенной могут существовать целые звезды из антиматерии. А некоторые люди даже "почувствовали" антиматерию на себе во время проведения медицинской радиоизотопной диагностики.

Читайте на сайте Физики открыли относительно простой способ создания антиматерии

Антиматерія
Эксперимент BASE призван изготовить и сохранить антиматерию в лаборатории / Фото New Atlas

Что такое антиматерия

Антиматерия это не "злой двойник" обычной материи, который призван все уничтожить. Это такая же часть нашего мира, как и обычная материя. Разница кроется на микроуровне – частицы антиматерии имеют противоположный обычной материи заряд. Именно поэтому, когда материя и антиматерия "встречаются", то возникает фактически взрыв с выделением энергии.

Антивещество появляется в мире и вполне естественным путем. Например, в результате радиоактивного распада калия-40 в бананах. Но такие античастицы сразу исчезают из-за столкновения с обычными частицами.

Следует понимать, что практически у каждой частицы есть своя античастица. Их отличает исключительно заряд.

  • Протон – антипротон.
  • Нейтрон – антинейтрон.
  • Электрон – антиэлектрон, который более известен как позитрон.

А вот фотоны или нейтрино не могут "похвастаться" наличием античастиц – каждый из них сам себе античастица.

Читайте на сайте Сколько нужно съесть бананов, чтобы умереть от радиации

Антиматерия в "дикой природе"

Интересно, что атомы вещества и антивещества одного и того же химического элемента дадут идентичный спектр. А вот реагирует ли антиматерия на гравитацию так же как и обычная материя – неизвестно. Теоретически, их не должно ничего отличать и антивещество должно падать вниз идентично обычному веществу. Но на практике мы это проверить пока не можем.

Дело в том, что вся имеющаяся у нас антиматерия сохраняется в специальных ловушках Пеннинга – там частица антивещества повисает в вакууме и удерживаемая в такой позиции электромагнитными полями. Если электромагнитные поля выключить, то антивещество упадет и аннигилируется. Поскольку изготовление частиц антиматерии сложное и дорогое, у нас их очень малое количество для изучения. Поэтому просто бросать ее о землю, чтобы "посмотреть, а что будет" никто не решался. Хотя, конечно, такие проекты есть.

Большой взрыв

Ученые предполагают, что в момент Большого взрыва образовалось одинаковое количество материи и антиматерии. Проблема заключается в том, что при таком сценарии ничего бы не могло возникнуть, ведь частицы и античастицы постоянно бы сталкивались и взрывались.

Также ученые предполагают, что антиматерия, как и обычная материя могла собраться в кучу и создать целые звезды и галактики. Если они расположены отдельно и подальше от "обычных" галактик из обычного вещества, то они вполне могли бы существовать, и не быть уничтоженными.

Но подтверждений таким теориям нет. Поскольку встреча материи и антиматерии создает фактически взрыв, то мы бы фиксировали такие события постоянно, ведь Вселенная переполнена элементарными частицами, атомами и молекулами, которые летят во все стороны. Поэтому, если мы не фиксируем таких спонтанных и протяженных гамма-вспышек, это может означать, что звезд из антивещества нет.

Читайте на сайте Ученые CERN создали портативный контейнер для транспортировки антиматерии

Антиматерия и творчество

"Тему антивещества" активно используют в компьютерных играх, книгах и фильмах.

  • В серии популярных игр Mass Effect антивещество используется на военных космических кораблях. Эти гигантские суда требуют большого количества энергии для ускорения в бою, поэтому в реакционную камеру с водородом выбрасываются антипротоны. В результате взаимодействия происходит аннигиляция материи и антиматерии с выделением огромного количества энергии, что и обеспечивает высокую скорость космических кораблей.
  • Также можно вспомнить британского писателя-фантаста Питера Гамильтона и цикл его романов под общим названием "Пришествие Ночи". В этой вселенной антиматерия играет типичную для себя роль: источник энергии. Правда, из-за террористических актов изготовление антиматерии в вымышленной Конфедерации было запрещено и этим занимаются преимущественно нечистые на руку люди – пираты. Антивещество используется в виде оружия или для ускорения космических кораблей по аналогии, как и в играх Mass Effec.
  • Из фильмов, едва ли не больше всего запоминается экранизация одноименного романа Дэна Брауна "Ангелы и демоны". Изготовленную в коллайдере антиматерию похищают и планируют использовать как оружие.

Где можно использовать антиматерию

Энергия, конечно. Во время взаимной аннигиляции вещества и антивещества выделяется громадное количество энергии. Но сегодня, чтобы изготовить 1 грамм антиматерии, нужно потратить около 25 миллиардов долларов. Пока будет сохраняться высокая цена и низкие темпы производства, двигателей на антиматерии мы не увидим.

Дороговизна же "ставит крест" на использовании антивещества в виде оружия. Хотя есть одно "но" – 1 грамм антиматерии эквивалентен 40-килотонной ядерной бомбе. Поэтому здесь все выглядит достаточно перспективно – 40 килотонн можно пронести в кармане.

Также антиматерия используется повседневно в медицине. Речь идет о позитронно-эмиссионной томографии. Как помним, позитрон – это античастица электрона. При ПЭТ-сканировании пациентам вводят радиоактивное вещество, которое выпускает позитроны при распаде частиц. Эти позитроны затем сталкиваются с электронами в тканях пациента, выпуская гамма-фотоны, которые фиксируются специальной камерой. Отслеживая гамма-фотоны, врачи могут получить трехмерные изображения органов и опухолей.