Un singur gram din cea mai scumpă substanță de pe Pământ costă 62,5 trilioane de dolari

Momentan, antimateria – estimată la 62,5 trilioane de dolari pentru un singur gram – este cea mai scumpă substanță de pe Pământ.

Spre deosebire de alte substanțe artificiale, oamenii de știință au încercat în repetate rânduri să creeze și să controleze antimateria, fapt ce crește considerabil costul de producție.

• Ce este ura și de ce apare?
• De ce ne gândim obsesiv la aceleași lucruri noaptea

Mulți dintre noi știm că particulele nucleare elementare ce alcătuiesc materia sunt protonii, electronii și neutronii. În 1930, Paul Dirac a dezvoltat o descriere a electronului, idee care a prezis, de asemenea, că ar trebui să existe și o antiparticulă a electronului. Antielectronul (numit și pozitron) ar avea aceeași masă ca electronul însă cu o încărcătură electrică opusă, explică Science To Go.

Ce se întâmplă atunci când o particulă și antimateria sa se întâlnesc?

Mai apoi, cercetătorii au descoperit că și alte particule atomice elementare au omologi, anume antiprotonul și antineutronul. Atunci când o particulă și antimateria sa se întâlnesc, cele două sunt anihilate, ceea ce înseamnă că cele două particule dispar și masa lor este convertită în energie, astfel urmând principiul din faimoasa ecuație a lui Albert Einstein, E = mc2.

Energia implicată într-o anihilare de materie/antimaterie ar fi de 100.000.000.000 de ori mai puternică decât o explozie obișnuită de TNT și de 10.000 de ori mai puternică decât o explozie nucleară.

Care este cea mai simplă formă a materiei?

Pentru a crea antimateria, oamenii de știință și-au îndreptat atenția spre cea mai simplă formă a materiei, anume hidrogenul. Un atom de hidrogen este compus dintr-un electron și un proton. Asta înseamnă că cea mai simplă formă a antimateriei, un antihidrogen, ar fi alcătuită dintr-un antiproton și un pozitron. Pozitronul este atras de antiproton la fel cum un electron este atras de proton.

Primul antihidrogen a făcut produs în 1995 la superacceleratorul de la CERN, prin coliziunea antiprotonilor cu atomi de xenon. Această coliziune produce un pozitron, care este atras din punct de vedere electric de un alt antiproton, transformându-se în cele din urmă în antihydrogen. Din păcate, particulele de antimaterie au nevoie de doar câteva milionimi de secundă pentru a intra în contact cu materia, astfel că se anihilează și creează energie. Tocmai de aceea, oamenii de știință au încercat să controleze antimateria.

Superacceleratorul de la CERN, cea mai complexă mașinărie construită vreodată de oameni

Cheia a fost încetinirea antihidrogenului pentru a împiedica o coliziune, iar așa ceva a fost posibil prin controlarea antimateriei într-un recipient la doar jumătate de grad peste absolut zero, temperatura cea mai rece din punct de vedere teoretic. În 2011, cercetătorii au putut să controleze antihidrogenul produs timp de peste 15 minute cu această metodă.

Motivele pentru care antimateria este cea mai scumpă substanță din lume sunt ușor de imaginat atunci când îți dai seama de tehnologia necesară pentru a crea așa ceva. Pentru a face antihidrogen, antiprotonii necesari trebuie să fie făcuți atom cu atom folosind un accelerator de particule. Superacceleratorul de la CERN este cea mai complexă mașinărie construită vreodată de oameni. A fost nevoie de un deceniu pentru a fi construit, iar costurile au ajuns la 4,75 miliarde de dolari.

Antimateria, cea mai scumpă substanță din lume

Superacceleratorul de la CERN conține 9.300 de magneți, toți fiind răciți cu heliu lichid. O coliziune poate fi produsă atunci când particulele sunt accelerate la 99,99% din viteza luminii, fapt ce necesită 120 MW de energie electrică, suficient pentru a alimenta un oraș mai mare.

Superacceleratorul are un buget de operare de aproape 1 miliard de dolari pe an, iar electricitatea poate costa până la 23,5 milioane de dolari pe an. Dacă luăm în considerare și faptul că ar fi nevoie de 100 de miliarde de ani pentru a produce 1 gram de antihidrogen, atunci ar fi de înțeles de ce antimateria este cea mai scumpă substanță din lume.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Descoperire năucitoare: Astrofizicienii au găsit o galaxie fără materie întunecată

Trei sori alimentați de materie întunecată, descoperiți la începuturile Universului

Astronomii au stabilit limitele energiei și ale materiei întunecate din Univers

Test de cultură generală. În ce stare a materiei există corpul uman?