Jak powstaje antymateria?
W październiku 1955 r. Na pierwszej stronie „New York Timesa” było napisane: „Znaleziono nową cząsteczkę atomu; nazywaną protonem ujemnym”. Chociaż antyelektrony, znane jako pozytony), zostały odkryte ponad dwie dekady wcześniej, w 1932 roku, odkrycie antyprotonu udowodniło, że cała idea antymaterii nie była przypadkiem i że wszystkie rodzaje materii naprawdę miały złych bliźniaków. Antymateria jest formą materii identyczną jak materia konwencjonalna, z tą różnicą, że ma przeciwny ładunek i anihiluje w kontakcie ze zwykłą materią, uwalniając pewną ilość energii określoną przez słynne równanie Einsteina, E = MC 2 .
Cała era wysokoenergetycznych akceleratorów cząstek rozpoczęła się w celu odkrycia antyprotonu. Od odkrycia pozytonu fizycy podejrzewali, że antyproton istnieje. Zbudowali cyklotrony, które sondowały stopniowo wyższe energie, aby sprawdzić, czy można znaleźć antyprotony.
W 1954 roku zdobywca Nagrody Nobla, fizyk Earnest Lawrence, zbudował Bevatron w Berkeley w Kalifornii, masywny akcelerator cząstek, który mógłby zderzyć ze sobą dwa protony o wartości 6,2 GeV (giga-elektron-wolty), przewidywany jako idealny zakres do stworzenia antymateria. Około 6,2 GeV i więcej cząsteczki zderzają się z tak ogromnymi energiami, że powstaje nowa materia. Jest to konsekwencja E = MC 2 - generuje wystarczającą ilość energii i następuje wytwarzanie materii. Kiedy nowa materia powstaje z niczego, powstaje w równych ilościach cząstek i antycząstek. Pole magnetyczne może wysysać ujemnie naładowane antyprotony i można je wykryć. Tak trzeba wytworzyć antymaterię.
Wiele lat później, w CERN na początku lat dziewięćdziesiątych, naukowcom udało się stworzyć pierwsze antyatomy - szczególnie antywodorowe. Dokonano tego poprzez przyspieszenie antyprotonów przy relatywistycznych prędkościach obok konwencjonalnych atomów. W szczególnych przypadkach, gdy przechodzą blisko jądra atomu, ich energia byłaby wystarczająca, aby wymusić utworzenie pary elektron-antyelektron. Od czasu do czasu antyelektron sparowałby się z przechodzącym antyprotonem, tworząc pojedynczy atom przeciwwodoru. W 1995 r. CERN potwierdził, że z powodzeniem stworzył dziewięć atomów wodoru. Rozpoczęła się era prawdziwej produkcji antymaterii.
Niestety zastosowania do produkcji antymaterii są ograniczone. Powstaje przy tak ogromnej nieefektywności, że wytwarzanie znacznych ilości doprowadziłoby do wyczerpania zasilania całej planety. Właśnie dlatego nie mamy się czego obawiać przed hipotetycznym stworzeniem bomby antymaterii - technologia po prostu nie jest wykonalna. W dalekiej przyszłości antymateria może być uważana za wydajną formę magazynowania energii na długie podróże międzygwiezdne. W praktycznie każdym zastosowaniu baterie byłyby lepsze, ale do specjalnych zastosowań, gdy chcesz uwięzić mnóstwo energii w niewielkiej przestrzeni, antymateria może być atrakcyjna.