Антиматерия.
Каждая элементарная частица имеет античастицу.
Античастицы отличаются от своих частиц лишь знаками своих зарядов.
Когда частица и её античастица сталкиваются, они взаимно уничтожают друг друга.
Это взаимное уничтожение называется аннигиляция.
При этом на месте частицы и античастицы рождаются два гамма-кванта.
Антивещество - это вещество, состоящее из антиатомов.
Антиатомами называются атомы, в которых составляющие их частицы (то есть протоны, нейтроны и электроны) заменены на соответствующие античастицы.
То есть ядро антиатома (антиядро) состоит из антипротонов и антинейтронов.
А вокруг ядра движутся не электроны, а их античастицы, называемые позитронами.
Законы движения и взаимодействия антивещества в точности такие же, как законы движения и взаимодействия обычного вещества.
Поэтому если бы наша Вселенная состояла не из вещества, а из антивещества, то в принципе ничего бы не изменилось.
В природе античастицы постоянно образуются наравне с частицами (например, при радиоактивном распаде и при ядерных реакциях в недрах звёзд).
Но так как наша Вселенная состоит из вещества, а не из антивещества, то античастицы, едва образовавшись, сразу же сталкиваются с частицами окружающего мира и аннигилируют.
Все современные астрономические данные говорят о том, что во Вселенной не существует областей, состоящих из антивещества.
Если бы такие области существовали, то наблюдалось бы характерное гамма-излучение на границе контакта области из антивещества с областью из вещества.
Однако такое излучение не наблюдается.
Учёные научились создавать антиядра и даже антиатомы некоторых самых лёгких элементов.
Первыми созданными в лаборатории антиядрами были антиядра дейтерия.
В то время как ядро дейтерия состоит из одного протона и одного нейтрона, антиядро дейтерия состоит из одного антипротона и одного антинейтрона.
Были также созданы антиядра гелия и антиатомы водорода.
Антиатомы водорода (антиводород) получили, смешивая антипротоны с позитронами (античастицами электрона).
В то время как позитроны, необходимые для создания антиатомов, образуются при радиоактивном распаде некоторых веществ, антипротоны приходится получать искуственно.
Для их получения металлическую мишень борбардируют протонами, разогнанными до скоростей, близких к скорости света.
При их столкновении с металлической мишенью в небольшом количестве рождаются и вылетают из мишени пары "протон + антипротон".
Одна пара протон-антипротон образуется примерно на миллион ударяющихся об мишень протонов.
При этом образующиеся антипротоны имеют скорость, близкую к световой.
Столь быстрые антипротоны нельзя использовать для создания антиатомов.
Поэтому антипротоны необходимо замедлять.
Замедление антипротонов является сложной процедурой и состоит из нескольких этапов.
Большой проблемой при создании антивещества является проблема его удержания.
Нельзя допускать контакта антивещества со стенками из обычного вещества, иначе произойдёт аннигиляция антивещества с веществом.
Антиядра имеют электрический заряд, поэтому из можно удерживать на определёном расстоянии от вещества с помощью электрических и магнитных полей.
Антиатомы электрически нейтральны, поэтому из удерживают с помощью лазерных лучей.
Из-за сложности получения и удержания, антивещество оказывается на данный момент самым дорогим веществом в мире.
Например, стоимость получения одного грамма антиводорода составляет более 60 миллиардов долларов.
Кроме того, комплекс по производству и замедлению антипротонов способен производить 10 миллионов антипротонов в минуту.
Даже если все эти антипротоны превратить в антиатомы водорода, наработка одного грамма антиводорода займёт примерно 50 миллиардов лет.