Найти тему

Антиматерия

Существует ли в мире что-то мощнее ядерного оружия? Вещество, микроскопические дозы которого способны вызвать невообразимые разрушения. Именно таким устрашающим потенциалом обладает антиматерия. Всего половиной грамма этого антивещества хватило бы для создания бомбы, разрушивший Хиросиму, а полтора килограмма побьют рекорд

термоядерный Царь-бомбы, испытанный на острове Новая Земля в 1961 году. Вещество с фантастической деструктивной силой действительно существует. Еще в 1928 году британский физик Поль Дирак заподозрил присутствие античастиц, обладающих противоположным электрическим зарядом. Спустя пять лет Дирак получил за свое предсказание нобелевскую премию. Первую античастицу открыл американский физик Карл Андерсон в 1932 году. Так человечество узнало позитрон — положительно заряженную копию электрона. Это таинственное зеркальное отражение материи будоражит умы человечества своими возможностями. Если антиматерия столкнется с частицей правильной материи — они полностью аннигилируют, то есть взаимно уничтожится, выделив при этом мощнейшее излучение. Профессор оксфордского университета Фрэнк Клоуз, специализирующийся на физике элементарных частиц, в своей книге "Антивещество" писал: "Аннигиляция килограмма антивещества даст энергии примерно в десять миллиардов раз больше, чем при взрыве килограмма тротила". Реакции вещества с антивещества в тысячу раз мощнее чем ядерное деление урана на атомных электростанциях. Что это значит на практике? Ядерный взрыв в японском городе Хиросима имел мощность приблизительно 13-18 килотонн в тротиловом эквиваленте. Число погибших на месте составила примерно 70-80 тысяч человек. Взрыв такой силы ведет к полному опустошению в радиусе около полутора километров. И, чтобы воспроизвести его, будет достаточно менее половины грамма антиматерии. Позднее число жертв японской трагедии возросло до 140 тысяч из-за последствий лучевой болезни, но в отличие от традиционных ядерных зарядов после взрыва бомбы из антиматерии остаточной радиации не возникнет. Расчеты показывают что при взрыве мощностью 100 мегатонн зона абсолютного разрушения распространиться на 35 километров от эпицентра, а зона сильных разрушений охватит радиус до 50 км. Подобная сила способна уничтожить любой, из самых крупных городов нашей планеты и для этого понадобится всего лишь два с небольшим килограмма антиматерии. Именно 100 мегатонн было проектная мощность Царь-бомбы, которую испытали в облегченной почти наполовину версии, но даже ослабленный вариант бомбы ужасает. Измеренная мощность взрыва составила 58,6 мегатонны в тротиловом эквиваленте. Такая энергия может выделиться при взаимодействии всего около полутора килограммов антивещества и полутора килограммов вещества. Свидетели, почувствовавшие, удары смогли описать взрыв на расстоянии в тысячи километров от его центра. Излучение даже на расстоянии до 100 километров приводило к ожогам третьей степени, взрывная волна трижды обогнула земной шар, первый раз за 36 часов 27 минут. Но что случится если взорвать 10 килограммов антивещества? Примерно то же, что произошло 26 декабря 2004 года. Землетрясение в Индийском океане, эпицентр которого располагался возле северо-западного берега острова Суматра в Индонезии, вызвало самое смертоносное в современной истории цунами. Магнитуда землетрясения составила около 9,2 балла. Движение литосферных плит спровоцировало появление волн, высотой более 15 метров. Цунами достигло берегов Индонезии, Шри-Ланки, юга Индии, Таиланда и других стран. По разным оценкам погибло от 225 до 300 тысяч человек. Множество людей унесло водой в океан. Точное число погибших и пропавших без вести остается неизвестным. Ударная волна землетрясения прошла через всю планету. Острова, находящиеся вблизи эпицентра - сместились на десятки метров. Согласно теоретическим моделям, сдвиг масс и огромный выброс энергии в 480 мегатонн в тротиловом эквиваленте изменили скорость вращения земли, уменьшив продолжительность суток примерно на 2,6 микросекунды. Аналогичной мощности можно ожидать от взрыва всего 10 килограммов анти-материи. Этой энергии достаточно, чтобы вскипятить по 150 литров воды каждому жителю Земли. Человечество помнят и другое стихийное бедствие, постигшей Индонезию в 1815 году. Извержение вулкана Тамбора на острове Сумбава является самым мощным за последние столетия. На трое суток территорию в радиусе до 500 километров от вулкана скрывали от солнца огромные массы вулканического пепла, который впоследствии распространился более чем на тысячу километров от места извержения, вызвав серьезные изменения в климате планеты. Глобальное похолодание ощутило все северное полушарие. 1816 так и прозвали - "Год без лета". Общая энергия извержения в переводе на энергию тратила, оценивается в 20 гигатонн. Столько-же энергии выделится при взрыве бомбы из антиматерии, массой всего 500 килограммов. Хотите увидеть апокалипсис? Взорвите 2,5 килотонны антивещества. Выброс энергии, равный ста тысячам гигатонн в тротиловом эквиваленте вызовет наступление ледникового периода. Это уже случалось на земле 65 миллионов лет назад, когда на мексиканский полуостров Юкатан упал астероид, размером больше Эвереста. Раскаленные обломки взлетели высоко в атмосферу и даже за ее пределы. Падая обратно, они нагрели воздух до температуры духовки. В атмосферу попало большое количество пыли, которые на несколько лет закрыла поверхность земли от Солнца. Наступила ядерная зима. Большинство ученых считают что именно это событие и вызвало гибель динозавров. К счастью изготовления бомбы из антиматерии пока остается лишь в теории. На практике, получения античастиц очень трудоемкое, долгое и дорогостоящее мероприятие. Европейский центр ядерных исследований (ЦЕРН) использует Большой адронный коллайдер, ускоритель заряженных частиц для создания и исследования антипротонов. Сотрудник ЦЕРНа, физик Рольф Ландуа уверяет, что низкая эффективность процесса получения антиматерии служит залогом безопасности и невозможности в ближайшем будущем создать серьезное оружие на его основе. По словам Ландуа для синтеза 1 грамма антиматерии при нынешней технологии потребуется тысячи триллионов долларов. Для сравнения: годового бюджета США хватило бы на создание лишь нескольких микро граммов антивещества. Но мало создать антиматерию, ее еще нужно удержать, ведь при любом контакте с материей она моментально аннигилирует и исчезает. Предотвратить ее самоубийство могут изобретенные учеными ловушки из очень сильного и сложного по конфигурации магнитного поля. На сегодняшний день, самый лучший результат которого удалось добиться, это сохранение антивещества на одну тысячу секунд. И все же создание оружия, стреляющего антиматерией уже не фантастика. Ученые физики из мичиганского университета под руководством Карла Крушельника сконструировали сверх компактный ускоритель-пистолет, который может поместиться на обычном столе. По сравнению с большим адронным коллайдером, эта штука выглядит почти игрушкой. Она действует на основе методики разгона частиц, открытыми американскими учеными в начале 80-х годов прошлого века. Луч лазера, проходя через струйку гелия, образует поток электронов. Дорогу им преграждает тонкая металлическая фольга. При столкновении электронов с фольгой в потоке образуются позитроны, далее в дело вступает магнит и разводит позитроны и электроны в разные стороны. Еще антиматерия, это идеальная сверх-эффективное топливо. Двигатель на антиматерии будет самым эффективным из всех когда-либо созданных, потому что 100% массы вещества и антиматерии преобразуется в энергию. Приблизительно 10 граммов антипротонов было бы достаточно для доставки пилотируемого космического корабля на Марс в течение 1 месяца. Сегодня для того чтобы беспилотный корабль достиг Марса, требуется почти год. Единственное препятствие на пути к созданию мегамощного оружия и топливо — это невозможность синтезировать антиматерию в больших объемах. За все время люди создали ничтожно малую дозу 19 нанограммов античастиц. Этого едва хватит, чтобы вскипятить чашку кофе. Но что если мы научимся улавливать их из космоса? Тогда бомба из антиматерии станет реальностью уже в недалеком будущем. К каким последствиям может привести такая технология в руках преступников? Если шанс не создавать это оружие или мы обречены? Разрушит ли антиматерия нашу цивилизацию или станет сильнейшим энергетическим катализатором ее развития?

Наука
7 млн интересуются