Silniki na antymaterię są możliwe już dzisiaj
Wskazują na to symulacje komputerowe. Antymateria może okazać się fantastycznym paliwem przyszłości, a napęd na nią możemy zbudować już dziś.
Niedawno informowaliśmy o próbie skonstruowania statku Enterprise. Okazuje się, że w zasięgu naszych rąk jest także napęd na antymaterię. Wystarczy zderzyć jej odrobinę z materią, a otrzymamy tysiące razy więcej energii niż w jakiejkolwiek innej reakcji. Nic dziwnego, że od lat taki silnik jest numerem jeden z pismach science-fiction.
Prawa fizyki sugerują, że po Wielkim Wybuchu materii i antymaterii było we Wszechświecie tyle samo. Z czasem jednak ta druga zniknęła i dlatego wszystko, co znamy, składa się z "normalnej" materii. Istnienie antymaterii zostało przewidziane teoretycznie przez fizyka Paula Diraca, który nawet zdobył za to Nobla w 1933 roku. Antymateria przypomina „zwykłą” materię, ale ma przeciwny ładunek: anty-elektron jest tam naładowany pozytywnie, a anty-proton niesie ładunek ujemny. Anty-wodór to zatem anty-elektron krążący wokół anty-protonu, plus krążący wokół minusa.
Kiedy zetknąć materię z antymaterią, ta ostatnia anihiluje gwałtownie, wytwarzając energię. Problemem w skonstruowaniu jest mała ilość antymaterii, jaką dysponujemy. Od kilku lat trwają nad nią badania na przykład w CERN pod Genewą. Zdołano tam już wytworzyć i utrzymać w istnieniu przez kilkanaście sekund niewielkie, ale coraz większe ilości tego tajemniczego składnika.
Ronan Keane z Western Reserve Academy i Wei-Ming Zhang z Kent State University (obydwie uczelnie w Ohio, USA) są kolejnymi badaczami, którzy postanowili przykrzeć się perspektywom, jakie daje nam zapanowanie nad antymaterią. Pracują już nad silnikiem rakietowym, napędzanym przez antymaterię. Przede wszystkim antymateria musi zostać uwięziona w silnym polu magnetycznym, a następnie odpowiednio z niego wypuszczana.
Dawne wyliczenia wskazują, że piony (cząstki) musiałyby poruszać się z prędkością 90 proc. prędkości światła, aby uzyskać 36 proc. tej prędkości w wydechu, a zatem zaledwie jedną trzecią pierwotnej. Jeśli komuś marzyły się skoki w nadprzestrzeń, musi być zawiedziony.
Keane i Zhang prowadzili jednak obliczenia dalej, opierając się na doświadczeniach z CERN. Okazuje się, że europejscy fizycy rozpędzają piony tylko do 80 proc. prędkości światła, ale - za to - można uczynić je bardziej wydajnymi, sprawiając, że w rurze wydechowej będzie to 70 proc. prędkości światła. - Prawdziwe prędkości relatywistyczne naprawdę stają się możliwe - mówią Keane i Zhang.
Co ciekawe, manipulacja pionami wymaga pola magnetycznego o sile około 12 Tesli. - A takie pole można wytworzyć przy dzisiejszej technologii - dodają naukowcy.
Czyżby zatem otwierała się przed nami nowa era? Jeśli już widzą siebie państwo w "Sokole Millenium" albo Enterprise, to muszą państwo wiedzieć, że została ostatnia przeszkoda. Trzeba jeszcze uzbierać na tyle antymaterii, żeby można było pokonać jakąś sensowną odległość. W tempie, w jakim teraz produkuje ją CERN, potrzeba tysiąca lat, żeby otrzymać choćby mikrogram.
Wystarczy zderzyć odrobinę antymaterii z "normalną" materią by otrzymać tysiące razy więcej energii niż w jakiejkolwiek innej reakcji. Nic dziwnego, że od lat taki silnik pozostaje tematem numer jeden w pismach science-fiction.
Prawa fizyki sugerują, że po Wielkim Wybuchu materii i antymaterii było we Wszechświecie tyle samo. Z czasem jednak ta druga zniknęła i dlatego wszystko, co znamy, składa się z "normalnej" materii. Istnienie antymaterii zostało przewidziane teoretycznie przez fizyka Paula Diraca, który nawet zdobył za to Nobla w 1933 roku. Przypomina ona "zwykłą” materię, ale ma przeciwny ładunek: anty-elektron jest tam naładowany pozytywnie, a anty-proton niesie ładunek ujemny. Anty-wodór to zatem anty-elektron krążący wokół anty-protonu. Kiedy zetkniemy materię z antymaterią, ta ostatnia anihiluje gwałtownie, wytwarzając przy tym energię.
Problemem w skonstruowaniu opartego na tym mechaniźmie silnika jest mała ilość antymaterii, która dysponujemy. Od kilku lat trwają nad nią badania na przykład w CERN pod Genewą. Zdołano tam już wytworzyć i utrzymać w istnieniu przez kilkanaście sekund bardzo niewielkie, ale coraz większe ilości tego tajemniczego składnika.
Ronan Keane z Western Reserve Academy i Wei-Ming Zhang z Kent State University (obydwie uczelnie w Ohio, USA) są kolejnymi badaczami, którzy postanowili przyjrzeć się perspektywom zapanowania nad antymaterią. Pracują już nad silnikiem rakietowym: antymateria musi zostać uwięziona w silnym polu magnetycznym, a następnie odpowiednio z niego wypuszczana. Pola magnetyczne powinno mieć siłę około 12 Tesli. - A takie potrafimy wytworzyć przy dzisiejszej technologii - mówią naukowcy.
Czyżby zatem otwierała się przed nami nowa era? Jeśli już widzicie Państwo w "Sokole Millenium" albo "Enterprise", to musicie wiedzieć, że została jeszcze ostatnia przeszkoda. Trzeba uzbierać tyle antymaterii, żeby można było pokonać jakąś sensowną odległość. W tempie, w jakim teraz produkuje ją CERN, potrzeba tysiąca lat do otrzymania choćby jednego mikrograma...
(ew/technologyreview.com)