Cum se face antimateria?

În octombrie 1955, pe prima pagină a New York Times scria: „S-a găsit o nouă particulă de atom; Numit proton negativ”. Deși antielectronii, cunoscuți sub numele de pozitroni), au fost descoperiți cu mai bine de două decenii mai devreme, în 1932, descoperirea antiprotonului a dovedit că întreaga idee de antimaterie nu a fost o întâmplare și că toate tipurile de materie au într-adevăr gemeni malefici. Antimateria este o formă de materie identică cu materia convențională, cu excepția faptului că are o sarcină opusă și se anihilează la contactul cu materia obișnuită, eliberând o cantitate de energie determinată de celebra ecuație a lui Einstein, E=MC2.

Întreaga eră a acceleratorilor de particule de înaltă energie a fost începută într-un efort de a descoperi antiprotonul. Încă de la descoperirea pozitronului, fizicienii au bănuit că antiprotonul există. Ei au construit ciclotroni care au sondat energii progresiv mai mari pentru a vedea dacă antiprotonii pot fi găsiți.

În 1954, fizicianul laureat al Premiului Nobel Earnest Lawrence a construit Bevatron la Berkeley, California, un accelerator masiv de particule care ar putea ciocni împreună doi protoni la 6.2 GeV (giga-electron-volti), estimat a fi intervalul ideal pentru crearea antimaterie. În jurul valorii de 6.2 GeV și mai sus, particulele se ciocnesc cu energii atât de uriașe încât este creată materie nouă. Aceasta este o consecință a E=MC2 – generează suficientă energie și are loc producerea de materie. Când materie nouă este făcută din nimic, ea se formează în cantități egale de particule și antiparticule. Un câmp magnetic poate sifona antiprotonii încărcați negativ și pot fi detectați. Așa trebuie făcută antimateria.

Mulți ani mai târziu, la CERN, la începutul anilor 1990, oamenii de știință au reușit să creeze primii antiatomi, în special antihidrogenul. Acest lucru a fost realizat prin accelerarea antiprotonilor la viteze relativiste alături de atomii convenționali. În cazuri specifice, la trecerea aproape de nucleul atomului, energia lor ar fi suficientă pentru a forța crearea unei perechi electron-antielectron. Din când în când, antielectronul se împerechea cu antiprotonul care trece, creând un singur atom de antihidrogen. În 1995, CERN a confirmat că a creat cu succes nouă atomi de antihidrogen. Începuse era adevăratei producții de antimaterie.

Din păcate, utilizările pentru producerea de antimaterie sunt limitate. Este creat la astfel de ineficiențe extraordinare, încât producția de cantități substanțiale ar consuma întreaga sursă de energie a planetei. Acesta este motivul pentru care nu trebuie să ne temem de crearea ipotetică a unei bombe cu antimaterie – tehnologia pur și simplu nu este viabilă. În viitorul îndepărtat, antimateria poate fi considerată o formă eficientă de stocare a energiei pentru călătoriile interstelare lungi. Pentru practic orice aplicație, bateriile ar fi superioare, dar pentru aplicații speciale când doriți să prindeți tone de energie într-un spațiu mic, antimateria ar putea fi atrăgătoare.