Što se tiče troškova proizvodnje, najskuplja tvar na svijetu je antimaterija. Trošak stvaranja ovog materijala procijenjen je na oko 1,771 bilijuna američkih dolara (USD) po unci (62.5 bilijuna dolara po gramu), iako neke vlasti misle da bi se na kraju mogao svesti na samo 141.75 milijardi dolara po unci (5 milijardi USD po unci). gram). To je cijena antivodika, najjednostavnijeg oblika ove vrste tvari, i antimaterije ekvivalenta elementu vodiku. Ostali antielementi bili bi još skuplji. Od 2013. proizveden je samo mali broj atoma antivodika — samo u istraživačke svrhe — i tvar nije dostupna za prodaju.
Zašto je antimaterija tako skupa
Antimaterija se sastoji od čestica koje se mogu smatrati suprotnostima njihovih normalnih materija. Materija koja je ljudima poznata sastoji se od atoma, koji se sastoje od jezgre koja sadrži teške, pozitivno nabijene čestice zvane protoni, okružene “oblakom” laganih, negativno nabijenih elektrona. Atomi antimaterije imaju negativno nabijene antiprotone u jezgri, a okružuju ih pozitivno nabijeni antielektroni – koji se obično nazivaju pozitronima. Iako su antiprotoni otkriveni u kozmičkim zrakama, a pozitrone emitiraju neki radioaktivni elementi, ne postoji poznati prirodni izvor anti-atoma, pa se antimaterija mora proizvoditi.
Pozitroni se mogu vrlo lako dobiti iz materijala koji ih emitiraju, ali mnogo teži antiprotoni moraju se stvoriti u sudaračima čestica – strojevima koji šalju subatomske čestice da se sudaraju jedna u drugu iu druge materijale, pri ogromnim brzinama. Ti sudari koncentriraju ogromne količine energije u iznimno male količine prostora, što rezultira stvaranjem materije u obliku čestica i antičestica, uključujući antiprotone. Oni se mogu magnetski odvojiti i kombinirati s pozitronima kako bi se dobili atomi antivodika.
Budući da se ovi anti-atomi mogu napraviti samo u nekolicini objekata, i to samo u malim količinama, antivodik je izuzetno oskudan. Ne samo da ga je teško i skupo napraviti, već ga je teško uhvatiti i pohraniti. Anti-atomi su snažno privučeni normalnim atomima, zbog elektrona i pozitrona koji imaju suprotne električne naboje, a kada se sretnu, međusobno se poništavaju, a sva njihova masa pretvara se u energiju. Skladištenje uključuje vakuumske posude koje sprječavaju da anti-atomi dodiruju strane pomoću magnetskih polja. Ovi čimbenici zajedno čine antimaterija najskupljom tvari na svijetu.
Koristi se za antimateriju
Znanstvenici se ne bi trudili napraviti ovu tvar da nema neke potencijalne namjene. Antimaterija ima najveću gustoću energije od svih mogućih goriva, što znači da ima potencijal osloboditi više energije po jedinici težine od bilo koje druge tvari. Budući da je za proizvodnju antimaterije potrebno čak više energije nego što se iz nje može dobiti, to nije rješenje za energetske probleme planeta; međutim, predložen je kao moguće buduće raketno gorivo, budući da bi, u teoriji, mogao ubrzati nosivost do značajnog djelića brzine svjetlosti. Za sada, međutim, njegov glavni interes za znanstvenike leži u tome što može otkriti o zakonima fizike.
Druge skupe tvari
Još uvijek u području egzotične fizike, nuklearni izomeri, iako su na neki način manji od najskuplje tvari na svijetu, nosili bi iznimno visoku cijenu — vjerojatno preko 28 milijardi USD po unci (1 milijarda USD po gramu). To su elementi u kojima atomska jezgra ima više od svoje minimalne količine energije – minimum je poznat kao “osnovno stanje”. U većini slučajeva, jezgra u ovom “pobuđenom” stanju će se vratiti u svoje osnovno stanje unutar malog djelića sekunde, oslobađajući energiju u obliku gama zraka, ali neki nuklearni izomeri, kao što su hafnij-178m2 i tantal-180m, relativno su stabilne i dugovječne. U normalnim okolnostima, ovi izomeri oslobađaju energiju polako, jer se njihove jezgre nasumično vraćaju tijekom dugog razdoblja.
Činilo se da su eksperimenti iz 1990-ih pokazali da se uzorak hafnija-178 m2 može pokrenuti da se odjednom vrati u osnovno stanje, oslobađajući velike količine energije, bombardiranjem rendgenskim zrakama. To je povećalo mogućnost korištenja izomera za skladištenje energije ili za razvoj novih vrsta oružja. Pokušaji reproduciranja učinka, međutim, do sada su propali, a mnogi znanstvenici vrlo su skeptični u vezi s tim mogućnostima. Kao i kod antimaterije, ove se tvari moraju proizvoditi u skupim sudaračima čestica i dostupne su samo u malim količinama.