В юности я любил читать научно-фантастические романы, где впервые услышал об антивеществе (антиматерии). В первую очередь, это было связано со смертельной опасностью для исследователей космоса и всего нашего мира, поскольку любой контакт вещества и антивещества вызывал взрыв мощнее взрыва любой термоядерной бомбы. Это явление полного взаимного распада вещества и антивещества, называемое аннигиляцией, сопровождается выбросом колоссальной энергии.
Писатели фантасты применяли антивещество в качестве самого мощного оружия, например в романах Станислава Лема, или в качестве компактного и высокоэнергетического горючего для космических кораблей. И, как показывает жизнь, многие идеи фантастов могут в последующем сбываться.
Что же такое Антивещество
Антивещество – это пока гипотетическое вещество, которое состоит из античастиц, которые имеют противоположные заряды в отличие от обычных частиц нашего мира. Например, если ядра атомов обычного вещества состоят из нейтронов и положительно заряженных протонов, окружённых оболочкой отрицательно заряженных электронов, то ядро антивещества состоит из антинейтронов и отрицательно заряженных антипротонов, а оболочки - из позитронов (аналог электрона, но с положительным зарядом).
Теоретически антивещество было предсказано в 1928 году Альбертом Эйнштейном и британским физиком Полом Дираком.
Сегодня экспериментально доказано существование указанных выше античастиц, а также на мощных ускорителях были синтезированы анти-атомы отдельных элементов - основа антивещества. Об синтезе антивещества в обычном смысле говорить пока рано. Были синтезированы и зафиксированы только атомы, например, антитрития и антиводорода. Но дело в том, что атомы этих антивеществ, созданных искусственно, недолговечны и живут какие-то миллисекунды.
Другими словами, сегодня учеными доказано, что антивещество на уровне отдельных атомов можно создать искусственно, но имеется большая проблема с его стабильностью, хранением и изоляцией от обычного вещества.
Возникает вопрос: если антивещество возможно, то почему в нашей Вселенной имеется такой перекос (асимметрия) в сторону обычного вещества? Ученые до сих пор не могут найти признаки антивещества в доступном современным приборам космосе – признаки не отдельных атомом, а именно антиматерии в достаточно большом объеме. Возможно, поиски затруднены с использованием типовых методов, например, спектрального анализа. Известно, что спектры водовода и антиводорода (его атомы получены искусственно на Земле) одинаковы (это было установлено в 2016-м году).
Поиски антивещества в космосе и практические эксперименты на Земле продолжаются в настоящее время учеными разных стран, включая и Россию. Возможно люди получат результат, если до него наша цивилизация еще доживет.
Главная польза от антивещества
Если удастся каким-то способом получать антивещество, а также научиться управлять выделением энергии при аннигиляции, как это научились делать с ядерной энергией, то мы получим самый мощный источник энергии на Земле и не только. Интересно было бы применение на космическом звездолете двигателя на основе антивещества с его компактной массой.
Для использования антивещества нужно решить следующие основные проблемы:
- Сделать относительно дешевым способ получения (сегодня для получения всего нескольких атомов антивещества в ускорителях требуются огромные средства).
- Решать проблему его надежного сохранения и транспортировки (скорее всего, для этого потребуется использование какого-либо поля без контактов с любым веществом).
- И, конечно, решить проблему управления процессом аннигиляции.
Главная опасность для человечества от антивещества
То же самое, что и с открытием цепной ядерной реакции при распаде тяжелых ядер урана для получения ядерной энергии. Этим процессом научились управлять в реакторах, но ранее была разработана атомная бомба, а потом и термоядерная, где эта реакция неуправляема. Также известны различные аварии при экспериментах и эксплуатации ядерной энергии с гибелью людей и заражением окружающей среды.
Вряд ли военные и правители стран смогли бы воздержаться от искушения использовать антивещество в качестве оружия, а если оно попадёт в руки террористов? И даже любая авария с небольшой массой антивещества могла бы привести к более печальным последствиям.
Заключение
Исследования в области получения антивещества в земных условиях и его поиск в космическом пространстве активно продолжаются. При настойчивости человеческого разума можно прогнозировать, что люди в будущем смогут приблизится к этим целям, а, возможно, и решить задачу по доступу к антиматерии и к управлению ею.
Хотелось бы пожелать будущим поколениям ученых и инженеров нашей планеты овладеть этой энергиям в мирных целях.
Как всегда, буду благодарен за комментарии, вопросы и даже за дискуссию на это тему. А также за подписку на канал