Антиматерия: что это такое и как с ее помощью можно ускорить полеты в космосе

Сейчас физики считают, что в нашей Вселенной, кроме обычной материи существует и ее двойник – антиматерия. Она имеет такую же массу, но противоположный электрический заряд. Когда происходит взаимодействие обычной материи и антиматерии, то частицы последней исчезают и остается только чистая энергия. Что-то произошло во Вселенной вскоре после ее появления, благодаря чему обычной материи стало намного больше, чем антиматерии. Почему так произошло физики не знают до сих пор и пытаются в этом разобраться. Некоторые ученые считают, что антиматерию можно использовать на космических кораблях. Что же такое антиматерия и как с ее помощью можно ускорить полеты в космосе? Об этом пишет IFLScience.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Странный двойник обычной материи

Известные фундаментальные частицы, из которых состоит обычная материя, слишком крошечные, чтобы мы могли ощутить их присутствие, но ученые многое уже о них знают. Например, можно рассмотреть такую частицу, как электрон, которая является составляющей ядер атомов и имеет электрический заряд.

Согласно квантовой теории, которую создал Поль Дирак почти 100 лет назад, предполагалось существование двух версий электрона, одна из которых имеет положительный заряд, а вторая – отрицательный. Считалось, что отрицательно заряженный электрон является реальной частице, но в 1932 году был открыт электрон с положительным зарядом, который назвали позитрон. То есть по сути – это античастица электрона.

Считается, что любая фундаментальная частица имеет своего двойника, то есть античастицу. Это касается даже тех частиц, которые не имеют заряда, но они могут иметь своего антипода, который отличается некоторыми квантовыми свойствами.

Протон, который, как и электрон входит в состав ядра атома, состоит из кварков, у которых есть антикварки, составляющие антипротоны. Если соединить антипротон с позитроном, то можно получить антиводород. То есть античастицы и составляют антиматерию.

Но через несколько секунд после Большого взрыва антиматерии по каким-то причинам осталось во Вселенной очень мало. Космические лучи, поток заряженных частиц, пронизывающих Вселенную, содержат позитроны и антипротоны, но их всего меньше 1% от общего состава потока частиц. Позитроны образуются при определенном радиоактивном распаде, а также во время некоторых ударов молний, а антипротоны были найдены в радиационном поясе Земли.

Но любое взаимодействие с обычной материей разрушает антиматерию и появляется мощная энергия, поэтому некоторые ученые считают, что антиматерию можно использовать для полетов в космосе на очень большой скорости.

Антиматерия и полеты в космосе

Более 20 лет назад появились идеи о том, что можно создать космический корабль, работающий на антиматерии. Для образования мощной энергии в двигателе такого корабля нужно сталкивать протоны и антипротоны. Если направить эту энергию наружу, то она создаст мощную тягу и это позволит космическому корабля значительно ускориться при движении в космосе. Ученые подсчитали, скорость космического корабля в таком случае может вырасти 200 раз, а возможно и в 2000 раз. Таким образом время для перемещения между планетами Солнечной системы может сократиться в десятки, а может и сотни раз. Если этот двигатель настолько эффективный, то почему до сих пор не создан рабочий прототип? Ученые считают, что для этого нужно решить много проблем.

Антиматерию сложно удерживать, ведь как уже было сказано выше, она исчезает при контакте с обычной материей. До сих пор только физикам из ЦЕРН 12 лет назад удалось установить в этом плане рекорд. Они смогли удержать антиводород в течение 17 минут.

Из-за того, что антиматерию сложно производить, она является самым дорогим веществом из когда-либо созданных. Ученые подсчитали, что фактическая стоимость производства одной миллиардной части грамма антиматерии обходится в несколько сотен миллионов долларов.

Фокус уже писал о том, что согласно новому исследованию, призрачные частицы взаимодействуют со светом, хотя считалось, что это невозможно. Такие частицы, как нейтрино, перемещаются по космосу проходя без препятствий через звезды, планеты и даже через тело человека.