Найдорожча речовина на Землі: чому антиматерія коштує трильйони за грам

Антиматерія — найдорожча речовина у світі, вартість якої оцінюється у 62 трильйони доларів за грам. Вона настільки рідкісна, що навіть якби у когось були необхідні кошти, жодного грама цього матеріалу неможливо було б знайти у природі чи купити.

Про це пише Daily Mail. 

Що таке антиматерія і чому вона така дорога

На відміну від дорогоцінних металів або каміння, антиматерію не можна просто видобути — її необхідно створювати вручну, атом за атомом, що займає мільярди років для отримання навіть десятої грама.

Антиматерія — це “дзеркальний” аналог звичайної матерії, з тією ж структурою, але з протилежним зарядом. Наприклад, антипротони мають негативний заряд, а позитрони (антиелектрони) — позитивний.

Коли матерія і антиматерія контактують, вони повністю знищують одна одну, вивільняючи колосальну кількість енергії. Це робить її дослідження надзвичайно складним та дорогим: щойно антиматерія утворюється, вона миттєво зникає через анігіляцію.

Скільки коштує антиматерія

У 1999 році вчений NASA Гарольд Джерріш підрахував, що вартість виробництва антиматерії складає 62,5 трильйона доларів за грам. Однак із розвитком технологій та усвідомленням складності процесу, ця оцінка могла виявитись ще заниженою.

Майкл Дозер, фізик-теоретик із ЦЕРНу, заявив в інтерв’ю ABC News, що навіть якщо знищити всю антиматерію, створену за рік, її не вистачить, щоб закип’ятити чашку чаю. Він також підрахував, що одна сота нанограма антиматерії коштує стільки ж, скільки кілограм золота.

Це означає, що реальна вартість може досягати 5,24 квадрильйони доларів за грам.

Як отримують антиматерію

У природі антиматерія утворюється під час розпаду радіоактивних елементів, таких як калій. Наприклад, банани містять калій-40 і випромінюють приблизно одну частинку антиматерії на годину. Однак ці частинки швидко зникають, тож їх неможливо накопичити.

Щоб отримати антиматерію у лабораторних умовах, вчені використовують величезні прискорювачі частинок. У ЦЕРНі потоки протонів розганяють до високих швидкостей і врізають у іридієвий блок. В одному випадку з мільйона виникає частинка антиматерії.

Потім античастинки збирають у спеціальну установку — сповільнювач антипротонів, де їх утримують магнітні пастки. Однак навіть цей складний процес дозволяє отримати лише кілька нанограмів антиматерії на рік.

Енергетична вартість антиматерії

Створення антиматерії вимагає величезних енергетичних ресурсів. Прискорювачі частинок ЦЕРНу споживають близько 90% енергії дослідницького центру, що еквівалентно 1250 гігават-годин на рік. Для порівняння, Лондон споживає близько 37 800 гігават-годин на рік.

Створення антиматерії – лише частина завдання, адже вона миттєво анігілюється при контакті зі звичайною матерією. Щоб уникнути цього, її необхідно ізолювати за допомогою надохолоджених магнітів у повному вакуумі.

На сьогодні рекордний час утримання антиматерії становить 405 днів для окремих частинок і всього 17 хвилин для антиатомів. У ЦЕРНі тривають експерименти з транспортування антиматерії, для чого використовують спеціальні магнітні “пастки”. Проте під час недавнього випробування вдалося перемістити лише 70 звичайних протонів матерії, що значно менше від нанограма.

З огляду на всі ці складнощі, може виникнути питання: навіщо вчені продовжують працювати з цією надзвичайно дорогою й нестабільною речовиною? Відповідь криється в можливості зрозуміти фундаментальні закони Всесвіту.

Згідно з науковими теоріями, на початку існування Всесвіту матерія та антиматерія виникли у величезних кількостях, однак мали б повністю знищити одна одну. Виникає парадокс: якщо їхня кількість була рівною, то матерії не мало б залишитися взагалі.

Це свідчить про існування певних відмінностей між матерією та антиматерією, які ще належить з’ясувати. Якщо ж таких відмінностей немає, можливо, ми просто перебуваємо в області Всесвіту, наповненій виключно матерією, тоді як інші регіони складаються з антиматерії, залишаючись поза межами нашого спостереження.