Kako se stvara antimaterija?

U listopadu 1955. na naslovnoj stranici New York Timesa pisalo je: “Pronađena nova čestica atoma; Naziva se negativnim protonom”. Iako su antielektroni, poznati kao pozitroni), otkriveni više od dva desetljeća ranije, 1932. otkriće antiprotona dokazalo je da cijela ideja antimaterije nije slučajnost i da sve vrste materije doista imaju zle blizance. Antimaterija je oblik materije identičan konvencionalnoj materiji, osim što ima suprotan naboj, a anihilira se u kontaktu s običnom materijom, oslobađajući količinu energije koja je određena Einsteinovom poznatom jednadžbom, E=MC2.

Cijela era visokoenergetskih akceleratora čestica započela je u nastojanju da se otkrije antiproton. Još od otkrića pozitrona, fizičari su sumnjali da antiproton postoji. Konstruirali su ciklotrone koji su progresivno ispitivali veće energije kako bi vidjeli mogu li se pronaći antiprotoni.

Godine 1954. dobitnik Nobelove nagrade fizičar Earnest Lawrence izgradio je Bevatron u Berkeleyu u Kaliforniji, masivni akcelerator čestica koji je mogao sudariti dva protona pri 6.2 GeV (giga-elektron-volti), za koje se predviđalo da je idealan raspon za stvaranje antimaterija. Oko 6.2 GeV i više, čestice se sudaraju s tako golemim energijama da se stvara nova materija. To je posljedica E=MC2 — stvara se dovoljno energije i dolazi do proizvodnje materije. Kada je nova materija napravljena ni iz čega, ona se formira u jednakim količinama čestica i antičestica. Magnetsko polje može odsisati negativno nabijene antiprotone i oni se mogu detektirati. Ovako se mora napraviti antimaterija.

Mnogo godina kasnije, u CERN-u, početkom 1990-ih, znanstvenici su uspjeli stvoriti prve antiatome – točnije antivodik. To je učinjeno ubrzavanjem antiprotona relativističkim brzinama uz konvencionalne atome. U specifičnim slučajevima, pri prolasku blizu jezgre atoma, njihova energija bi bila dovoljna da prisili stvaranje para elektron-antielektron. S vremena na vrijeme, antielektron bi se tada upario s antiprotonom koji prolazi, stvarajući jedan atom antivodika. 1995. CERN je potvrdio da je uspješno stvorio devet antivodikovih atoma. Počelo je doba prave proizvodnje antimaterije.

Nažalost, primjene za proizvodnju antimaterije su ograničene. Stvara se uz tako ogromnu neučinkovitost da bi stvaranje značajnih količina iscrpilo ​​opskrbu električnom energijom cijelog planeta. Zbog toga se nemamo čega bojati hipotetskog stvaranja antimaterijske bombe – tehnologija jednostavno nije održiva. U dalekoj budućnosti, antimaterija bi se mogla smatrati učinkovitim oblikom skladištenja energije za duga međuzvjezdana putovanja. Za praktički svaku primjenu, baterije bi bile superiorne, ali za posebne primjene kada želite zarobiti tone energije u malom prostoru, antimaterija bi mogla biti privlačna.