Най-скъпото вещество на Земята струва 62 трилиона долара за един грам, но не може да се купи

С невероятна цена от 62 трилиона (1012) долара за грам, антиматерията е безспорно най-ценният материал на Земята. Но дори и да разполагате с необходимите средства, е почти невъзможно да се сдобиете с толкова дори от грам от тази екзотична субстанция.

За разлика от благородните метали и скъпоценните камъни, антиматерията не може просто да бъде открита в природата. Тя трябва да бъде синтезирана атом по атом в процес, който може да отнеме милиарди години за събирането дори на една десета от грам.

Какво представлява антиматерията?

Антиматерията е огледалният двойник на обикновената материя. Всяка частица материя има своя антиматериален еквивалент с противоположен електрически заряд. Например, докато протоните имат положителен заряд, техните антипартикули – антипротоните – са с отрицателен заряд, обяснява Daily Mail.

Теоретично е възможно антиматерията да бъде сглобена в антиатоми, антимолекули и дори в цели антипланети и галактики, функциониращи подобно на нашата Вселена.

През 1999 г. ученият от НАСА Харолд Герш изчислил, че производствената цена на антиматерията е приблизително 62,5 трилиона долара на грам. Въпреки че тогава се смяташе, че разходите ще намалеят с времето, днешните инженерни предизвикателства сочат, че истинската стойност може да бъде дори по-висока.

Според проф. Майкъл Дозер, физик от ЦЕРН, „произвеждаме толкова незначителни количества антиматерия, че дори ако унищожим цялото количество, създадено за една година, това не би било достатъчно да заври дори една чаша чай.“

Как се създава антиматерия?

Синтезът на антиматерия е изключително сложен и енергийно скъп процес. В ЦЕРН учени използват мощни ускорители на частици, за да ускорят потоци от протони и да ги насочат към блок от метал. При едва една на милион сблъсъци се създава двойка частици – протон и неговият антиматериален еквивалент, антипротон.

Тези антиматериални частици се насочват към специална установка, наречена Антипротонен забавител, която използва мощни магнити за концентрирането им в поток, движещ се с една десета от скоростта на светлината.

Целият процес на създаване и съхранение на антиматерия изисква огромни количества енергия. Ускорителите на частици на ЦЕРН консумират около 90% от годишния енергиен бюджет на изследователския център, равняващ се на 1 250 гигаватчаса – сравнимо с годишното потребление на мегаполис като Лондон.

Освен това, съхраняването на антиматерия е още по-голямо предизвикателство, тъй като тя веднага се унищожава при контакт с обикновената материя. Поради тази причина учените използват ултрастудени вакуумни капани с мощни магнити, за да задържат частиците на антиматерията. Досегашният рекорд за съхранение е 405 дни за отделни частици и едва 17 минути за цели антиатоми.

Защо учените изследват антиматерията?

Въпреки огромните трудности и разходи, антиматерията представлява ключ към някои от най-големите загадки на физиката. Смята се, че в началото на Вселената материята и антиматерията са били създадени в равни количества, но в процеса на еволюция само материята е останала в преобладаващо количество.

Ако материята и антиматерията са били напълно симетрични, това би означавало, че не би трябвало да има останала материя в нашата Вселена. Тази мистерия насочва учените към възможността за наличие на неоткрити различия между материята и антиматерията или дори към съществуването на цели региони в космоса, съставени от антиматерия.

Големият адронен ускорител (LHC) е най-големият и мощен ускорител на частици в света, разположен в 27-километров тунел под границата между Швейцария и Франция. Откакто започна работа през 2010 г., LHC позволи на учените да направят значителни открития, включително потвърждението на съществуването на Хигс бозона през 2012 г.

С планираното надграждане на LHC до версия с висока светимост (HL-LHC) се очаква броят на сблъсъците между протони да се увеличи пет до седем пъти. Това ще позволи на учените да натрупат десет пъти повече данни в периода 2026–2036 г. и да изследват редки явления с по-голяма точност.

Антиматерията остава една от най-големите загадки във физиката, а усилията за нейното изучаване продължават въпреки огромните предизвикателства. Докато учените се опитват да разберат защо Вселената е доминирана от материя, търсенето на отговори може да разкрие нови тайни за структурата и еволюцията на космоса.