Cea mai scumpă substanță din lume: Un singur gram costă 62,5 trilioane de dolari
Antimateria, care apare adesea în literatura științifico-fantastică, nu este doar un concept fantasmagoric. Ea este reală și deține titlul de cea mai scumpă substanță de pe Pământ, cu un preț uluitor de aproximativ 62,5 trilioane de dolari pe gram.
Acest fapt poate provoca uimire și stârnește curiozitatea multora. De ce este atât de scumpă? Călătoria spre înțelegerea valorii antimateriei începe cu explorarea naturii sale și a eforturilor revoluționare de a o produce.
Ce este antimateria?
Pcharito, CC BY-SA 3.0
Să intrăm în lumea particulelor subatomice, unde protonii, electronii și neutronii sunt „vedetele spectacolului”. Aceste particule sunt elementele constitutive ale Universului așa cum îl cunoaștem noi. Cu toate acestea, există o întorsătură de situație, datorită unui fizician genial numit Paul Dirac.
În 1930, în timp ce lucra la o descriere a electronului, Dirac a dat peste o idee revoluționară. El a vorbit despre existența unui antielectron sau pozitron, identic cu electronul în ceea ce privește masa, dar cu sarcină opusă.
Acest lucru a fost un punct de cotitură. Teoria lui sugera o imagine în oglindă a lumii noastre pline de materie, un Univers de antimaterie.
Nicholas Petrone CC BY 2.0 DEED
Conceptul de antimaterie poate părea ca o intrigă dintr-un film științifico-fantastic, dar este un aspect fundamental al Universului nostru.
Pentru fiecare particulă, există o antiparticulă. Atunci când se întâlnesc, se anihilează reciproc într-o străfulgerare de energie, conform faimoasei ecuații E=mc² a lui Einstein. Acest proces de anihilare nu este un eveniment obișnuit. Este extrem de puternic, depășind cu mult energia eliberată de exploziile chimice, cum ar fi TNT, și chiar de exploziile nucleare.
Crearea antimateriei
dlsd cgl
Crearea antimateriei este o performanță a ingeniozității și tehnologiei umane. Oamenii de știință s-au concentrat asupra celei mai simple forme de materie, hidrogenul, pentru a produce omologul său antimaterie, antihidrogenul.
Un atom de hidrogen este alcătuit dintr-un electron și un proton. Deci antihidrogen? Este alcătuit dintr-un antiproton și un pozitron. Prima sinteză reușită a antihidrogenului a avut loc în 1995 la CERN, Organizația Europeană pentru Cercetare Nucleară. Aceasta a fost o realizare de referință, dar a venit cu provocările sale.
Antimateria este dificil de manevrat. Aceasta se anihilează singură atunci când intră în contact cu materia, eliberând energie.
Această proprietate o face incredibil de dificil de depozitat și de studiat. Imaginați-vă că încercați să țineți ceva care dispare în momentul în care atinge ceva. Cu toate acestea, oamenii de știință nu se lasă ușor descurajați.
Aceștia au dezvoltat o metodă pentru a încetini atomii de antihidrogen și pentru a-i reține. Prin răcirea lor la doar o jumătate de grad peste zero absolut, cea mai rece temperatură teoretică posibilă, au putut împiedica aceste particule evazive să se anihileze imediat.
Această metodă le-a permis oamenilor de știință să păstreze antihidrogenul produs timp de peste 15 minute în 2011, ceea ce reprezintă un progres semnificativ în cercetarea antimateriei.
De ce este atât de scumpă antimateria?
Super acceleratorul de particule de la CERN, inima producției de antimaterie, este o minune a ingineriei și fizicii. Este cea mai complexă mașinărie construită vreodată de oameni, întinzându-se pe o lungime de aproximativ 16 kilometri și fiind echipat cu 9300 de magneți.
Acești magneți trebuie să fie răciți până la o temperatură incredibilă de -271,25° C, folosind heliu lichid. Particulele din interiorul acceleratorului de particule sunt accelerate la 99,99% din viteza luminii, ceea ce necesită până la 120 MW de energie electrică (suficient pentru a alimenta un oraș mare).
Construcția acceleratorului CERN a fost o sarcină monumentală, care a durat aproximativ un deceniu și a costat aproximativ 4,75 miliarde de dolari.
Bugetul său de funcționare este de aproximativ 1 miliard de dolari pe an, numai costurile cu energia electrică ridicându-se la aproximativ 23,5 milioane de dolari pe an.
Având în vedere aceste cifre și tehnologia implicată, nu este de mirare că producția de antimaterie are un preț ridicat.
Dar de ce tot acest efort pentru antimaterie? În afară de prețul său, antimateria are o valoare științifică imensă. Este cheia pentru a înțelege fizica fundamentală și modul în care funcționează Universul. Cercetarea antimateriei ar putea deschide calea pentru noi tehnologii și ne-ar putea ajuta să înțelegem mai bine fizica.
Este o frontieră a științei, unde fiecare descoperire poate deschide ușa către progrese revoluționare.
