Тхе Стархип Ентерприсе, позната фановима серије „Звездане стазе“, требало би да користи невероватну технологију која се зове варп погон, софистицирани извор енергије који у свом срцу има антиматерију. Антиматерија наводно производи сву енергију која је бродској посади потребна да се прескочи око галаксије и упусти у авантуре. Наравно, таква електрана је та дело научне фантастике.
Међутим, чини се толико корисним да се људи често питају да ли би се концепт који укључује антиматерију могао користити за напајање међузвезданог свемирског брода. Испада да је наука прилично звучна, али неке препреке дефинитивно стоје на путу претварања таквог извора сна из сна у корисну стварност.
Шта је антиматерија?
Извор моћи Ентерприсеа је једноставна реакција коју је физика предвидјела. Материја је "ствар" звезда, планета и нас. Састоји се од електрона, протона и неутрона.
Антиматерија је супротност материје, својеврсна „огледала“ материја. Састоји се од честица које су, појединачно, античестице различитих грађевних блокова
материја, као што су поситрони (античестице електрона) и антипротони (античестице протона). Ове античестице су на већину начина идентичне својим редовним колегама, осим што имају супротан набој. Ако би их могли спојити са честицама обичне материје у неку врсту коморе, резултат би био огромно ослобађање енергије. Та енергија би теоретски могла да покрене бродски брод.Како се ствара антиматерија?
Природа ствара античестице, али не у великим количинама. Античестице се стварају у природним процесима као и експерименталним средствима, попут великих акцелератора честица у високоенергетским сударима. Недавни рад је открио да је антиматерија створена природно изнад олујних облака, прво средство којим се природно производи на Земљи и у својој атмосфери.
Иначе, за стварање антиматерије, као што је током, потребно је огромне количине топлоте и енергије супернове или унутра звезде главне секвенце, као што је сунце. Ми нигде нисмо у могућности да опонашамо те огромне врсте постројења за фузију.
Како би антиматеријске електране могле да раде
У теорији, материја и њен еквивалент антиматерији се спајају и, како само име каже, уништавају једни друге, ослобађајући енергију. Како би могла да буде изграђена таква електрана?
Прво, то би морало бити врло пажљиво изграђено због огромне количине уложене енергије. Антиматерија би била садржана одвојена од нормалне материје магнетним пољем, тако да се не би дешавале ненамерне реакције. Енергија би се тада извлачила на готово исти начин као што нуклеарни реактори хватају потрошену топлотну и светлосну енергију из реакција фисије.
Реактор за материју-антиматерију би био редослед ефикаснији у производњи енергије него фузија, следећи најбољи реакциони механизам. Међутим, још увек није могуће у потпуности ухватити ослобођену енергију из догађаја који је био предмет антиматерије. Значајну количину износа носе неутрини, готово безмасне честице које тако међусобно делују слабо с материјом коју је готово немогуће ухватити, бар у сврху вађења енергије.
Проблеми са антиматеријском технологијом
Забринутост око заузимања енергије није толико битна као задатак добијања довољно антиматерије да обави посао. Прво, морамо имати довољно антиматерије. То је главна потешкоћа: набавка значајне количине антиматерије за одржавање реактора. Док су научници створили мале количине антиматерије, у распону од поситрона, антипротона, анти-водоника атома, па чак и неколико атома хелијума, они нису имали довољно значајне количине за напајање било шта.
Ако би инжењери прикупили све антиматерије које су икада вештачки створене, у комбинацији с нормалном материјом једва би било довољно упалити стандардну сијалицу више од неколико минута.
Штавише, трошак би био невероватно висок. Акцелератори честица су скупи за покретање, чак и ако производе малу количину антиматерије приликом судара. У најбољем случају, коштало би око 25 милијарди долара за производњу једног грама позитрона. Истраживачи из ЦЕРН-а истичу да би било потребно 100 квадратина и 100 милијарди година да би се покренуо њихов акцелератор да би се произвео један грам антиматерије.
Јасно је да, бар са тренутно доступном технологијом, редовна производња антиматерије не изгледа обећавајуће, што звездарске бродове оставља на неко време недоступним. Међутим, НАСА тражи начине за хватање природно створене антиматерије, што би могло бити обећавајући начин за напајање свемирских бродова док путују кроз галаксију.
Претраживање антиматерије
Где би научници тражили довољно антиматерије да учине трик? Тхе Ван Аллензрачење појасеви - крајеви у облику крофне набијених честица које окружују Земљу - садрже значајне количине античестица. Оне су створене као високоенергетске наелектрисане честице сунца у интеракцији са магнетним пољем Земље. Тако да би могло бити могуће ухватити ову антиматерију и сачувати је у „боцама“ магнетног поља све док их брод не може користити за погон.
Такође, недавним открићем стварања антиматерије изнад олујних облака могло би се снимити неке од тих честица за нашу употребу. Међутим, с обзиром да се реакције дешавају у нашој атмосфери, антиматерија ће неминовно комуницирати с нормалном материјом и уништити се, вјероватно прије него што имамо шансу да је ухватимо.
Дакле, иако би то и даље било прилично скупо, а технике хватања и даље проучаване, то би могло бити могуће једног дана развити технологију која би могла прикупити антиматерију из простора око нас по цени мањој од вештачке креације Земља.
Будућност антиматеријских реактора
Како технологија напредује и почињемо боље да разумемо како настаје антиматерија, научници могу почети да развијају начине снимања неухватљивих честица које су природно створене. Дакле, није немогуће да бисмо једног дана могли да имамо изворе енергије попут оних приказаних у научној фантастици.
-Одредио и ажурирао Царолин Цоллинс Петерсен