Самое дорогое вещество на Земле: почему антиматерия стоит триллионы за грамм

В отличие от драгоценных металлов или камней, антиматерию нельзя просто добыть – ее необходимо создавать вручную, атом по атому, занимающему миллиарды лет для получения даже десятой грамма.

Антиматерия – самое дорогое вещество в мире, стоимость которого оценивается в 62 триллиона долларов за грамм. Она настолько редка, что если бы у кого-то были необходимые средства, ни одного грамма этого материала невозможно было бы найти в природе или купить.

Об этом пишет Daily Mail.

Что такое антиматерия и почему она так дорога

В отличие от драгоценных металлов или камней, антиматерию нельзя просто добыть – ее необходимо создавать вручную, атом по атому, занимающему миллиарды лет для получения даже десятой грамма.

Антиматерия – это "зеркальный" аналог обычной материи, с той же структурой, но с противоположным зарядом. Например, антипротоны имеют отрицательный заряд, а позитроны (антиэлектроны) – положительный.

Когда материя и антиматерия контактируют, они полностью уничтожают друг друга, высвобождая колоссальное количество энергии. Это делает ее исследование чрезвычайно сложным и дорогим: как только антиматерия образуется, она мгновенно исчезает из-за аннигиляции.

Сколько стоит антиматерия

В 1999 году ученый NASA Гарольд Джерриш подсчитал, что стоимость производства антиматерии составляет 62,5 триллиона долларов за грамм. Однако с развитием технологий и осознанием сложности процесса эта оценка могла оказаться еще заниженной.

Майкл Дозер, физик-теоретик из ЦЕРНа, заявил в интервью ABC News, что даже если уничтожить всю антиматерию, созданную через год, ее не хватит, чтобы вскипятить чашку чая. Он также подсчитал, что одна сотая нанограмма антиматерии стоит столько же, сколько килограмм золота.

Это означает, что реальная стоимость может достигать 5,24 квадриллиона долларов за грамм.

Как получают антиматерию

В природе антиматерия образуется при распаде радиоактивных элементов, таких как калий. Например, бананы содержат калий-40 и излучают примерно одну частицу антиматерии в час. Однако эти частицы быстро исчезают, поэтому их невозможно накопить.

Чтобы получить антиматерию в лабораторных условиях, ученые используют большие ускорители частиц. В ЦЕРНЕ потоки протонов разгоняют до высоких скоростей и врезают в иридиевый блок. В одном случае из миллиона возникает частица антиматерии.

Затем античастицы собирают в специальную установку — замедлитель антипротонов, где их удерживают магнитные ловушки. Однако даже этот сложный процесс позволяет получить всего несколько нанограмм антиматерии в год.

Энергетическая стоимость антиматерии

Создание антиматерии требует огромных энергетических ресурсов. Ускорители частиц ЦЕРН потребляют около 90% энергии исследовательского центра, что эквивалентно 1250 гигаватт-часов в год. Для сравнения, Лондон потребляет около 37 800 гигаватт-часов в год.

Создание антиматерии – лишь часть задачи, ведь она мгновенно аннигилируется при контакте с обычной материей. Чтобы избежать этого, ее необходимо изолировать с помощью сверхохлажденных магнитов в полном вакууме.

На сегодняшний день рекордное время содержания антиматерии составляет 405 дней для отдельных частиц и всего 17 минут для антиатомов. В ЦЕРНИ продолжаются эксперименты по транспортировке антиматерии, для чего используют специальные магнитные "ловушки". Однако во время недавнего испытания удалось переместить лишь 70 обычных протонов материи, что значительно меньше нанограмма.

Учитывая все эти сложности, может возникнуть вопрос: зачем ученые продолжают работать с этим очень дорогим и нестабильным веществом? Ответ кроется в возможности понять фундаментальные законы Вселенной.

Согласно научным теориям, в начале существования Вселенной материя и антиматерия возникли в огромных количествах, однако должны полностью уничтожить друг друга. Возникает парадокс: если их количество было равным, то материи не должно остаться вообще.

Это свидетельствует о существовании определенных различий между материей и антиматерией, которые еще предстоит выяснить. Если же таких отличий нет, возможно, мы просто находимся в области Вселенной, наполненной исключительно материей, тогда как другие регионы состоят из антиматерии, оставаясь за пределами нашего наблюдения.

Читайте также :