Naukowcy od dawna fascynują się antymaterią - przeciwieństwem materii, z której składają się gwiazdy, planety i cały znany Wszechświat. Jednak to, co jeszcze bardziej intrygujące, to fakt, że zarówno materia, jak i antymateria zostały stworzone w równych ilościach w wyniku Wielkiego Wybuchu, który dał początek naszej rzeczywistości. "Zwykłą" materię znajdziemy wszędzie, a znalezienie antymaterii jest niemożebnie trudne.
Dla fizyków fascynującym było odkrycie, że obie te formy materii reagują na grawitację w ten sam sposób i może to zmienić nasze zrozumienie podstaw fizyki i pochodzenia Wszechświata. Wiedza o antymaterii wywodzi się z teorii opracowanej przez Paula Diraca w latach 30. XX wieku, który przewidział istnienie antycząstek odpowiadających znanym cząstkom materii. Na przykład, tam gdzie istnieje proton w materii, istnieje antyproton w antymaterii, a tam gdzie jest elektron, pojawia się pozyton. Te antycząstki mają przeciwny ładunek elektryczny w porównaniu do swoich odpowiedników w materii.
W laboratoriach takich jak CERN w Szwajcarii, naukowcy próbują tworzyć i badają antymaterię. Jednak antymateria jest niestabilna, co sprawia, że jest niezwykle trudna do kontrolowania i badania. Aby przeprowadzić eksperymenty, naukowcy muszą stworzyć stabilną i bardziej długotrwałą formę antymaterii. Poświęcono lata na stworzenie instalacji w CERN umożliwiającej precyzyjne konstruowanie atomów antymaterii - opisuje się to jako jedno z najbardziej fascynujących zagadnień w nauce. Antymateria, choć niestabilna, otwiera drzwi do głębszego zrozumienia Wszechświata i jego powstania.
Jak wspomnieliśmy, w CERN udowodniono, że antymateria zachowuje się w sposób zgodny z ogólną teorią względności Alberta Einsteina. To oznacza, że antymateria nie spada w górę, jak niektórzy teoretycy przewidywali, ale opada w dół, tak samo jak "zwykła" materia. To odkrycie, które jest jednym z największych w fizyce cząstek elementarnych i potwierdza, że Einstein miał rację. A nie zawsze miał - to nie jest tak, że ten wielki fizyk się mylił.
Cóż, takich rzeczy nie było mało - nie zmienia to jednak tego, że jest jednym z najwybitniejszych fizyków w całej naszej historii. To, że się mylił jest jednak... czymś normalnym. Fizycy-teoretycy poddają się czasami dokładnie tym samym ograniczeniom, jakimi poddają się wszyscy inni ludzie: nierzadko przerasta ich własne ego, a czasami po prostu "przestrzeliwują" w swoich przewidywaniach.
Stała kosmologiczna: W latach 1917-1919 Einstein wprowadził do swoich równań ogólnej teorii względności tzw. stałą kosmologiczną, aby uzyskać statyczny model wszechświata. Jednak później okazało się, że wszechświat jest w rzeczywistości dynamiczny, a stała kosmologiczna była niepotrzebna. Po odkryciu ekspansji wszechświata przez Edwina Hubble'a, Einstein nazwał to swoim "największym błędem".
Kwantowa teoria pola: Einstein był krytykiem kwantowej teorii pola, szczególnie teorii mechaniki kwantowej. W swoim słynnym sporze z Nielsem Bohrem argumentował, że teoria ta jest niepełna i że "Bóg nie gra w kości z wszechświatem". Jednak eksperymenty dowiodły poprawności wielu przewidywań mechaniki kwantowej, co czyni ją jednym z najbardziej udanych teoretycznych ram dla opisu zachowania cząstek na mikroskalach.
Teoria względności a kwantowa grawitacja: Einstein próbował stworzyć teorię grawitacji, która byłaby zgodna z zasadami mechaniki kwantowej, ale nie zdołał osiągnąć pełnego sukcesu w tej dziedzinie. Współczesna fizyka nadal poszukuje teorii grawitacji kwantowej, która połączyłaby ogólną teorię względności z mechaniką kwantową.
Na przykład: "Czy antymateria opada z dokładnie taką samą prędkością jak "zwykła" materia? Istnieją subtelne różnice w zachowaniu antymaterii, które mogą rzucić światło na to, jak w ogóle powstał Wszechświat.
Jednym z kluczowych pytań, które stawiają naukowcy, jest to, dlaczego nasz Wszechświat jest zdominowany przez materię, podczas gdy antymateria jest tak trudna do znalezienia. Podczas Wielkiego Wybuchu materia i antymateria powinny się wzajemnie zniwelować, pozostawiając po sobie - w drodze anihilacji - jedynie światło. Naukowcy do dziś spierają się nad tym, co w ogóle stało się, że materia zdominowała antymaterię.
Sugeruje się, że kluczem do zrozumienia tej tajemnicy może być sposób, w jaki reagują one na grawitację. Niezależnie od wyników kolejnych badań, antymateria pozostaje jednym z najbardziej fascynujących zagadnień fizyki, które może zmienić nasze postrzeganie rzeczywistości.
To właśnie w laboratoriach takich jak CERN naukowcy stawiają czoła największym tajemnicom kosmosu i dążą do odkrycia prawdziwej natury antymaterii. Wyniki tych badań są opublikowane w czasopiśmie "Nature", a to dopiero początek. Wkrótce zapewne dowiemy się więcej na temat tego, co jeszcze kryje przed nami antymateria - choć będzie to kosztować naukowców naprawdę wielu trudnych i... kosztownych eksperymentów.
Koszty związane z produkcją antymaterii mogą wynosić setki miliardów dolarów za jeden gram antymaterii. To bardzo przybliżone oszacowanie, ponieważ koszty są zależne od wielu czynników, takich jak rodzaj antymaterii (np. antyprotony, pozytony, itp.), ilość produkowanej antymaterii, dostępność energii i technologii oraz skomplikowanie procesów produkcyjnych. A to nie wszystkie koszty - bo taką antymaterię trzeba też jakoś przechowywać: to - jak mawiał pewien polski "filozof" - "nie są tanie rzeczy".
Jednym z przykładów kosztownego procesu związanego z antymaterią jest produkcja antyprotonów w przyspieszaczach cząstek. Koszty związane z eksploatacją takich przyspieszaczy i wytworzeniem antyprotonów mogą sięgać setek milionów dolarów rocznie. Cóż, no drogo. Co mogę więcej powiedzieć?
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
