Може ли технологията за реагиране на материя и антиматерия да работи?

The Starhip Enterprise, познати на феновете на сериала "Звездни пътеки", се предполага, че използват невероятна технология, наречена деформация, изтънчен източник на енергия, който има антиматерия в сърцето си. Предполага се, че антиматерията произвежда цялата енергия, от която екипажът на кораба се нуждае, за да преобърне пътя си около галактиката и да направи приключения. Естествено, такава електроцентрала е произведение на научната фантастика.

Въпреки това изглежда толкова полезно, че хората често се чудят дали концепция, включваща антиматерия, може да се използва за захранване на междузвездни космически кораби. Оказва се, че науката е доста здрава, но някои препятствия определено стоят на пътя на превръщането на такъв мечтен източник на енергия в използваема реалност.

Източникът на силата на Enterprise е проста реакция, предвидена от физиката. Материята е "нещата" на звезди, планети и нас. Състои се от електрони, протони и неутрони.

Антиматерията е обратното на материята, нещо като "огледална" материя. Той е съставен от частици, които поотделно са античастици от различните градивни елементи на

Природата създава античастици, но не в големи количества. Античастиците се създават в естествено протичащи процеси, както и чрез експериментални средства, като например в големи ускорители на частици при високоенергийни сблъсъци. Скорошна работа установи, че антиматерията е създадена естествено над буреносните облаци, първото средство, чрез което се произвежда естествено на Земята и в нейната атмосфера.

В противен случай са необходими големи количества топлина и енергия, за да се създаде антиматерия, например по време на супернови или вътре звезди с основна последователност, като слънцето. Ние никъде не сме в състояние да подражаваме на тези масивни видове термоядрени растения.

На теория материята и нейният антиматериален еквивалент се събират и веднага, както подсказва името, се унищожават взаимно, освобождавайки енергия. Как би могла да бъде структурирана такава централа?

Първо, тя трябва да бъде много внимателно изградена поради огромните количества енергия. Антиматерията се съдържа отделно от нормалната материя чрез магнитни полета, така че да не се провеждат нежелани реакции. Тогава енергията ще бъде извлечена по същия начин, по който ядрените реактори улавят изразходваната топлина и светлина от реакциите на делене.

Материално-антиматериалните реактори биха били с порядък по-ефективни при производството на енергия от синтеза, следващия най-добър механизъм за реакция. Въпреки това, все още не е възможно да се залови напълно освободената енергия от събитие против антиматерия. Значително количество от продукцията се пренася от неутрино, почти безмасова частици, които си взаимодействат слабо с материята, че те са почти невъзможни за улавяне, поне за целите на извличане енергия.

Притесненията за улавяне на енергия не са толкова важни, колкото задачата да се получи достатъчно антиматерия, за да свърши работата. Първо, трябва да имаме достатъчно антиматерия. Това е основната трудност: получаване на значително количество антиматерия за поддържане на реактор. Докато учените са създали малки количества антиматерия, вариращи от позитрони, антипротони, антиводород атоми и дори няколко антихелиеви атома, те не са били в достатъчно значителни количества, за да захранват голяма част от нищо.

Ако инженерите трябваше да съберат цялата антиматерия, която някога е била създадена изкуствено, когато се комбинират с нормална материя едва ли би било достатъчно да запалите стандартна крушка за повече от няколко минути.

Освен това цената ще бъде невероятно висока. Ускорителите за частици са скъпи за управление, дори да произвеждат малко количество антиматерия при сблъсъците си. В най-добрия случай би струвало от порядъка на 25 милиарда долара за производството на един грам позитрони. Изследователи от CERN посочват, че за производството на един грам антиматерия ще са необходими 100 квадрилиона долара и 100 милиарда години, когато техният ускорител ще бъде пуснат.

Ясно е, че поне при наличната в момента технология, редовното производство на антиматерия не изглежда обещаващо, което поставя звездни кораби извън обсега за известно време. Въпреки това НАСА търси начини за улавяне на естествено създадена антиматерия, което би могло да бъде обещаващ начин за захранване на космически кораби, докато пътуват през галактиката.

Къде учените биха потърсили достатъчно антиматерия, за да направят трика? В Ван Алънрадиация поясите - облаци с форма на понички на заредени частици, които заобикалят Земята - съдържат значителни количества античастици. Те са създадени като много високоенергийни заредени частици от слънцето взаимодействат с магнитното поле на Земята. Така че е възможно да се улови тази антиматерия и да се запази в "бутилки" с магнитно поле, докато корабът не може да я използва за задвижване.

Освен това, с неотдавнашното откриване на създаването на антиматерия над буреносните облаци, би било възможно да се заснемат някои от тези частици за нашите приложения. Но тъй като реакциите се случват в нашата атмосфера, антиматерията неизбежно ще взаимодейства с нормалната материя и ще унищожи, вероятно преди да имаме шанс да я уловим.

Така че, въпреки че това все още ще бъде доста скъпо и техниките за заснемане остават в процес на проучване, това може да е възможно някой ден да се разработи технология, която да събира антиматерия от пространството около нас на цена, по-малка от изкуственото създаване Земята.

С напредването на технологиите и започваме да разбираме по-добре как се създава антиматерия, учените могат да започнат да разработват начини за улавяне на неуловимите частици, които са естествено създадени. Така че не е невъзможно един ден да имаме източници на енергия като тези, изобразени в научната фантастика.

-Редактиран и актуализиран от Каролин Колинс Петерсен