Η ιδέα της αντιύλης ως φοβερής και δελεαστικής πηγής ενέργειας – βασικό στοιχείο της διαστημικής όπερας από το Star Trek μέχρι το Farscape – δεν είναι τόσο τραβηγμένη όσο φαίνεται.
Τα νέα ευρήματα και οι εξελίξεις στη μελέτη της αντιύλης μας έχουν φέρει σε πιο ευνοϊκή θέση για να την κατανοήσουμε.
Τι είναι η αντιύλη; Μια ανασκόπηση του πώς ανακαλύφθηκε η δυσχερής θέση του αντίστοιχου της ύλης
Η αντιύλη είναι φυσικά το αντίστροφο ή το «είδωλο», της κανονικής ύλης. Γνωρίζετε ότι κάθε είδος ύλης έχει την ίδια ποσότητα αντιύλης απλά ένα αντίθετο φορτίο από το σωματίδιο της ύλης. Για παράδειγμα, το αντισωματίδιο του πρωτονίου είναι το αντιπρωτόνιο έχει αρνητικό φορτίο αντί για θετικό φορτίο όπως το πρωτόνιο. Η ύλη και η αντιύλη συναντώνται σε ένα ακόμη καταστροφικό τέλος- με μια εκρηκτική απελευθέρωση ενέργειας που αντιπροσωπεύεται καλά από την περίφημη εξίσωση E ίσον mc στο τετράγωνο.
Αυτή η διαδικασία εκμηδένισης καθιστά την αντιύλη εξαιρετικά ισχυρή Αυτή η διαδικασία εκμηδένισης καθιστά την αντιύλη εξαιρετικά ισχυρή. Ο Αϊνστάιν είπε απλά ότι: E=mc², ακόμη και μια μικρή ποσότητα μάζας μπορεί να μετατραπεί σε μια μεγάλη ποσότητα ενέργειας που δηλώνει ότι η πυρηνική ενέργεια. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η αντιύλη θεωρείται ως το πιο αποτελεσματικό δυνητικό καύσιμο στο γνωστό στην επιστήμη σύμπαν.
Αντι-υπερ-υδρογόνο-4: Η επαναστατική επιστημονική τάση που μετατόπισε την παραδοσιακή εστίαση της μελέτης της αντιύλης
Μια σημαντική εξέλιξη για την αντιύλη εντοπίστηκε με την ανακάλυψη του αντι-υπεργερίου-4 που σηματοδοτεί τον βαρύτερο αντιπυρήνα που έχει βρεθεί μέχρι σήμερα. Αυτός ο πυρήνας αποτελείται από ένα αντιπρωτόνιο, δύο αντινετρόνια και ένα αντιυπερόνιο, δηλαδή από ένα αντι-add σωματίδιο, δύο αντι-Nd σωματίδια και ένα αντι-Yd σωματίδιο αντίστοιχα. Ανακαλύφθηκε σε συγκρούσεις υψηλών ενεργειών στον Σχετικιστικό Επιταχυντή Βαρέων Ιόντων, του Εθνικού Εργαστηρίου Brookhaven στη Νέα Υόρκη.
Η ανακάλυψη αυτή βοηθά τους φυσικούς στο αίνιγμα του υλισμού του σύμπαντος, επειδή η σωματιδιακή φυσική υποπτευόταν ίση παραγωγή ύλης και αντιύλης στη Μεγάλη Έκρηξη. Η ταυτοποίηση του αντι-υπεργενίου-4 φέρνει νέα στοιχεία σε αυτό το επιστημονικό αίνιγμα.
Οι επιστήμονες στρέφουν τώρα την προσοχή τους στις ιδιότητες του αντι-υπεργερίου-4. Στους στόχους τους περιλαμβάνεται η σύγκριση των ποσοστών μάζας των σωματιδίων και των αντισωματιδίων με σκοπό να προσθέσουν ιδέες προς την κατεύθυνση της κατανόησης του γιατί υπάρχει περισσότερη ύλη στο σύμπαν από ό,τι αντιύλη.
Παραγωγή αντιύλης: Σχετικά με την πλήρη κατανόηση των δυσκολιών της δημιουργίας μιας τέτοιας εξαιρετικής ενέργειας
Η παραγωγή αντιύλης δεν είναι μια εύκολη διαδικασία καθώς χρειάζεται επιταχυντές σωματιδίων όπου τα σωματίδια επιταχύνονται σε ταχύτητες σχεδόν φωτός πριν συγκρουστούν. Αυτές οι συγκρούσεις έχουν ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ζευγών σωματιδίων-αντισωματιδίων που περιλαμβάνουν ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια που είναι το αντισωματίδιο του ηλεκτρονίου. Επί του παρόντος, τα σημαντικότερα κέντρα παραγωγής είναι ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Πυρηνικών Ερευνών CERN στην Ελβετία, το Fermilab στις ΗΠΑ και το KEKB στην Ιαπωνία.
Παρ’ όλα αυτά, η όλη προσπάθεια είναι δυσκίνητη και δαπανηρή όσον αφορά την εισροή ενέργειας, ενώ οι ποσότητες που προκύπτουν μετριούνται μόνο σε νανογραμμάρια. Η αντιύλη πιστεύεται σήμερα ότι κοστίζει 200 πεντακόσια εκατομμύρια δολάρια ανά γραμμάριο, καθιστώντας την έτσι την πιο ακριβή ουσία στη σιδερένια σφαίρα που αποκαλούμε σπίτι μας. Η περαιτέρω βελτίωση των τεχνικών δημιουργίας αντιύλης εξακολουθεί να αποτελεί ερευνητική προτεραιότητα.
Ωστόσο, για την αύξηση της μαζικής παραγωγής απαιτούνται καλύτεροι σχεδιασμοί των επιταχυντών και των μεθόδων περιορισμού τους. Οι μελλοντικές εξελίξεις θα φέρουν τη δυνατότητα εφαρμογής της αντιύλης για την παραγωγή ενέργειας και ίσως στο μέλλον να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ενέργειας στη Γη.
Το φαινόμενο της εκμηδένισης: Πού μπορεί να παραχθεί η αντιύλη και πώς θα μπορούσε να συμβάλει στην αλλαγή της παραγωγής ενέργειας
Αυτό σημαίνει ότι αν σβώλοι ύλης συναντήσουν σβώλους αντιύλης, οι δύο θα αποσυντεθούν μεταξύ τους και θα παράγουν πολλή ενέργεια κατά τη διαδικασία. Το κάλιο-40 έχει αποδειχθεί ότι έχει ιδιότητες αντιύλης: 1 γραμμάριο αντιύλης καλίου-40 και 1 γραμμάριο ύλης θα παράγουν την ίδια έκρηξη με 43 εκατομμύρια τόνους TNT. Η παραγωγή ενέργειας είναι μεγαλύτερη από μια ατομική βόμβα τύπου Χιροσίμα και είναι χίλια εκατόν δεκαπέντε δισεκατομμύρια διακόσια είκοσι πέντε εκατομμύρια ίπποι.
Παρά το γεγονός ότι το σημερινό κόστος της παραγωγής ενέργειας αντιύλης σε μεγάλη κλίμακα βρίσκεται ακόμη στη σφαίρα των εικασιών, η ικανότητά της είναι πέρα από κάθε αμφιβολία. Υπάρχουν ορισμένες μορφές χρήσης της αντιύλης- μερικές από αυτές είναι, για παράδειγμα, οι τομογραφίες εκπομπής ποζιτρονίων (PET), οι οποίες χρησιμοποιούνται ήδη στον τομέα της υγείας. Εάν οι επιστήμονες μπορέσουν κάποια στιγμή να φτιάξουν αντιύλη με φτηνό κόστος, θα μπορούσε να επηρεάσει την αγορά ενέργειας παρέχοντας καθαρή σχεδόν άπειρη ενέργεια.
Η κβαντική συνδεσιμότητα είναι η μεγαλύτερη μορφή έκφρασης της ενέργειας, και η αντιύλη το αποδεικνύει αυτό μετατρέποντας τη μάζα σε ενέργεια. Οι δυσκολίες στην παραγωγή και την αποθήκευσή της δεν τελειώνουν με το γεγονός ότι, μέχρι και σήμερα γίνονται ακόμη πολλές έρευνες πάνω σε αυτή την ένωση. Κάπου εκεί έξω η αντιύλη μπορεί κάποτε να τροφοδοτήσει κάποιους από τους μακροπρόθεσμους στόχους της γης για πράσινη ενέργεια και διαστημικά ταξίδια.
