Какво е антиматерия?

Какво мислите за домашните от училище? Стига да не ви е толкова невероятно скучно, че да си кажете „Защо пък да не си напиша домашното!“ със сигурност не сте им голям фен... Както е и с почти всички деца. Все пак кой би предпочел да решава задачи, когато може да си играе или да прави нещо друго, каквото и да било... Всъщност може толкова много да не харесвате домашните си, че да мечтаете изобщо да не съществуват. Ако това е така, бихте могли да кажете, че сте антидомашно настроени. Това е така, защото представката „анти-“ означава „против“ или „противоположна на“. Вероятно сте попадали на префикса „анти-“ и в други контексти. Например протестиращите, които не харесват войната, често се наричат антивоенни протестиращи. Антифризът е течност, която поставяте в двигателя на превозното средство, за да предотвратите замръзване на течности. Антибактериален сапун за борба с вредните бактерии. Ако сте почитател на науката, може да сте се сблъскали с друга „анти-“ дума: антиматерия. Това може да ви озадачи, ако сте запознати със значението на „анти-“. Може ли наистина да има нещо във вселената, което е обратното на материята, която съставлява нас и всичко около нас?

Точно това е антиматерията! Това е точно обратното на обикновената материя. Тя се състои от обикновени атоми, които пък са съставени от други обикновени субатомни частици, като протони, неутрони и електрони. Антиматерията, от друга страна, е съставена от субатомни частици, които имат противоположния заряд и са много по-различни от нормалните субатомни частици. Например, антиелектроните, известни също като позитрони, се държат точно като електроните, освен че имат положителен заряд. По същия начин, антипротоните имат отрицателен заряд, но действат като протони. Всеки ден срещаме обикновена материя, но къде е антиматерията? Учените вярват, че тя е била създадена заедно с обикновената материя точно след началото на Вселената. Въпреки това, тя е голяма рядкост в съвременната Вселена и учените не знаят защо.

От друга страна представяте ли си, че учените вече знаят как сами да създават антиматерия. Използвайки ускорители на частици, като например големия адронен ускорител в Европа, учените могат да предизвикат сблъсъци между атомите при изключително високи скорости, което води до създаване на частици от антиматерия. И въпреки че все още не сме съвсем наясно какво е антиматерията, запомнете, че малките частици антиматерия са около нас през повечето време. Например космическите лъчи от космоса въвеждат частици на антиматерия в атмосферата на Земята редовно и постоянно. Има и няколко други източника на случайни позитрони: бананите и вие! Бананите и човешките същества съдържат малки количества калий-40, който е естествен изотоп на калий. Тъй като той се разпада, той излъчва позитрон от време на време. Но това значи ли, че ако ядете банани, можете да видите позитрони? Съвсем не! Първо, субатомните частици на антиматерията са твърде малки, за да могат очите ни да ги видят. И второ: частиците на антиматерията имат изключително кратък живот. Веднага след като частица от антиматерия срещне частица от нормална материя, двете частици се унищожават и освобождават енергия.

Научно-фантастичните произведения (филми и книги) са използвали това свойство на антиматерията, за да предположат, че бъдещите космически кораби могат да бъдат захранвани от антиматерия, тъй като комбинацията им с редовна материя може да доведе до огромни количества енергия. Например, един грам антиматерия може да причини експлозия, подобна на ядрена бомба. Дали космическият кораб, захранван с антиматерия, е просто фантазия? Може би не! Учените изучават възможните начини за използване на енергия, създадена от антиматерия. Проблемът днес е, че антиматерията е изключително скъпа за производство и досега учените са успели да създадат само малко количество от нея, което често дори не достига само за научните им опити. Учените смятат, че създаването и съхраняването на един грам антиматерия ще струва повече от един милиард долара и ще изисква около 25 милиарда киловатчаса енергия. Досега, цялата антиматерия, създадена във всички ускорители на частици на Земята, не е достатъчна дори да се свари едно яйце.