In cartea lui Dan Brown "Ingeri şi demoni", bestseller care a precedat "Codul lui Da Vinci", un mic grup de extremişti, Illuminati, au tesut un complot pentru a arunca în aer Vaticanul folosind o bomba antimaterie, furata de la CERN (The European Organization for Nuclear Research - Organizatia Europeana pentru Cercetare Nucleara, cel mai mare laborator de fizica particulelor din lume, situat in nord vestul suburbiilor Genevei, pe granita Franco-Elvetiana), laboratorul nuclear de langa Geneva. Conspiratorii stiu ca atunci cand materia şi antimateria intra in contact rezultatul este o
explozie monumentala, mult mai puternica decat o bomba cu hidrogen. Cu toate ca o bomba antimaterie este pura fictiune, antimateria este foarte reala.
O bomba atomica, cu toata puterea sa teribila, este numai aproximativ 1% eficienta. Doar o mica parte din uraniu este transformat in energie. Dar in cazul în care ar putea fi construita o bomba antimaterie, 100 % din masa acesteia s-ar converti în energie, ceea ce ar face-o mult mai eficienta decât o bomba nucleara. (Mai precis, intr-o bomba antimaterie, aproximativ 50 la suta din materie ar fi transformata in energie exploziva; restul ar fi imprastiata sub forma de particule nedetectabile numite neutrino)
Antimateria a fost mult timp tinta unor speculatii intense. Desi o bomba antimaterie nu exista, fizicienii au fost capabili sa utilizeze puternicele lor spargatoare de atomi pentru a crea cantitati minuscule de antimaterie pentru studiu.
Large Hadron Collider, cel mai mare spargator de atomi din lume.
Este construit de CERN în apropiere de Geneva, Elvetia
Este construit de CERN în apropiere de Geneva, Elvetia
Producerea de ANTI-ATOMI şi ANTI-CHIMIE
La începutul secolului XX fizicienii stiau ca atomul este format din particule subatomice incarcate electric cu electroni (cu sarcina negativa), care circula în jurul unui nucleu foarte mic (cu sarcina pozitiva ). Nucleul, la randul sau, era alcatuit din protoni (purtatori de sarcina pozitiva) si neutroni (neutri din punct de vedere electric).
Deci a fost aproape un soc cand, in anii '30, fizicienii si-au dat seama de faptul ca pentru fiecare particula exista un geaman, o antiparticula, cu sarcina opusa. Prima antiparticula care avea sa fie descoperita a fost antielectronul (numit pozitron), care are o sarcina pozitiva. Pozitronul este absolut identic cu electronul, cu exceptia faptului ca acesta poarta o sarcina opusa. A fost descoperit pentru prima data în fotografiile de raze cosmice (termenul de raze cosmice este folosit pentru a defini particulele provenite din spatiul cosmic care se izbesc de atmosfera Pamantului. Acestea sunt in procent de 90% protoni, 10% nuclei de heliu sau particule alpha si aproximativ 1% sunt elemente mai grele si electroni sau particle beta minus. Aceste particule cosmice sosesc insa individual, nu sub forma unei raze, asa cum suntem tentati sa credem. Cand particulele de raze cosmice intra in atmosfera Pamantului se ciocnesc cu molecule (oxigen, azot) si produc o cascada de particule mai usoare, un dus de aer numit ploaie cosmica. Tot ele sunt responsabile pentru producerea continua de izotopi instabili in atmosfera Pamantului, cum ar fi C-14. In ultimii 100.000 de ani - pana la primele experimente nucleare in 1950 - razele cosmice au mentinut nivelul de carbon-14 aproximativ constant in atmosfera, 70 tone) luate într-o camera cu ceata (camera cu ceata sau camera Wilson este in forma de baza un mediu inchis care contine vapori de alcool sau apa raciti la maxim sau suprasaturati, utilizata pentru a detecta particulele de radiatii ionizante. cand se aplica un camp magnetic vertical particulele incarcate negativ si pozitiv se vor indrepta in directii opuse, asa cum descrie si mai departe autorul) - (Urmele lasate de pozitroni sunt destul de usor de vazut intr-o camera cu ceata. Cand sunt plasati într-un camp magnetic puternic, ei se indreapta în directia opusa fata de electronii obisnuiti. De fapt, am fotografiat astfel de urme de antimaterie cand am fost in liceu)
Particulele se multiplica intr-un lant de interacţiuni succesive
si se dezintegreaza, dand nastere la o "ploaie cosmica"
In prezent, acceleratoare de particule gigant de la CERN şi Fermi-lab, langa Chicago, au fost capabile sa creeze cantitati minuscule de anti-hidrogen. (Acest lucru este posibil prin impuscarea unui fascicul de protoni de mare energie într-o tinta folosind acceleratoare de particule, creand astfel un dus de ramasite subatomice. Magneti puternici separa antiprotonii, a caror viteza initiala este încetinita, iar apoi sunt expusi la antielectronii emisi natural din sodiu-22. Cand antielectronii orbiteaza în jurul antiprotonilor creeaza antihydrogen, din moment ce hidrogenul este format dintr-un proton si un electron.) In vid absolut, acesti anti-Atomi ar putea trai pentru totdeauna. Dar, din cauza impuritatilor şi coliziuni cu peretele, anti-atomii se pot lovi in cele din urma cu atomi obisnuiti şi sunt anihilati, eliberand energie.
In 1927 fizicianului englez Charles Thomson Rees Wilson i-a fost decernat
Premiul Nobel pentru inventarea camerei cu ceata
Premiul Nobel pentru inventarea camerei cu ceata
In 1995, CERN a facut istorie atunci cand a anuntat ca a creat noua atomi de anti-Hydrogen. Fermi-lab i-a urmat la scurt timp, producand 100 de atomi de anti-Hydrogen. In principiu, cu exceptia costurilor ametitoare, nimic nu ne împiedica sa cream alte anti-Elemente superioare. Producerea catorva uncii de anti-Atomi poate aduce în stare de faliment orice natiune. Rata actuala de productie de antimaterie este între o miliardime si zece miliardimi dintr-un gram pe an. Randamentul ar putea creşte de 3 ori pâna în anul 2020.
In 2004, CERN a cheltuit 20 milioane dolari pentru a produce cateva trillioane dintr-un gram de antimaterie. La aceasta rata, pentru a produce un singur gram de antimaterie ar costa 100 cvadrilioane de dolari (o mie de trilioane, numar format din unitate urmata de 24 zero) si fabrica ar avea nevoie sa lucreze continuu timp de 100 bilioane de ani! Acesta face din antimaterie substanta cea mai pretioase din lume.
"Daca am putea asambla toata anti-materia pe care am facut-o vreodata la CERN si anihila cu materia ", se arata intr-o declaratie de la CERN," am obtine suficienta energie pentru a aprinde un bec electric pentru cateva de minute. "
Manipularea antimateriei pune probleme extraordinare, din moment ce orice contact intre materie si antimaterie este explozibil. Depozitarea antimateriei intr-un container obisnuit ar fi sinucidere. Cand antimateria ar atinge peretii, ar exploda. Deci, cum poate fi manuita antimateria in cazul in care acesta este atat de volatila? O modalitate ar fi ionizarea antimateriei intr-un gaz de ioni si apoi retinerea sa in conditii de siguranta într-o "sticla magnetica" (recipient constand din orice configuratie de campuri magnetice, folosit pentru a contine o plasma în timpul reactiilor termonucleare controlate. O sticla magnetica este suprapunerea a doua oglinzi magnetice. O oglinda magnetica este o configuratie de camp magnetic in care intensitatea campului se schimba la deplasarea de-a lungul unei linii de camp. Are ca rezultat tendinta de expulzare a particulelor incarcate din zona de camp inalt - mai mare sau egal cu 1 Tesla). Campul magnetic ar impiedica antimateria sa atinga peretii camerei.
Pentru a construi un motor cu antimaterie, un flux continuu de antimaterie ar trebui dirijat intr-o camera de reactie, unde ar fi atent combinat cu materia obisnuita, creand o explozie controlata, similara cu explozia creata de rachetele chimice. Ionii rezultati de aceasta explozie ar fi apoi impuscati dintr-un capat al rachetei antimaterie, creand propulsie. Datorita eficientei motorului antimaterie in conversia materie-energie, acesta este, in teorie, unul dintre cele mai atractive designuri de motoare pentru starship-urile viitorului. In seria Star Trek, antimateria
este sursa de energie de pe Enterprise; motoarele navetei sunt energizate de coliziunea controlata dintre materie si antimaterie.
- Am tradus (cu exceptia parantezelor explicative) din Michio Kaku - "Physics of the Impossible" ; A Scientific Exploration into the World of Phasers, Force Fields, Teleportation, and Time Travel (Doubleday; 2008)
