Antymateria – najdroższa i najtrudniejsza w przechowywaniu substancja na Ziemi

Gram srebra kosztuje obecnie prawie 2 złote, niewiele. Gram złota, to już koszt prawie 160 złotych. Jedno gramowy diament klasy IF to koszt 1,6 miliona złotych – dane z 2007 roku)
Ponad milion złotych to dużo, lecz wciąż niewiele w zestawieniu z najdroższym znanym obecnie pierwiastkiem Kalifornem 252. Gram tego izotopu kosztował w 1998 roku 676 milionów złotych! Kwota naprawdę kolosalna, jednak wciąż nie najwyższa na świecie.

Kaliforn 252 jako najdroższy izotop na świecie

Wróćmy jednak na moment do Kalifornu i jego ceny. W celu lepszego wyobrażenia sobie jej wartości posłużymy się przykładem. Za 2 gramy tego pierwiastka trzeba zapłacić o 100 milionów więcej, niż wynosi całkowita kwota, którą wydano na budowę największego centrum handlowego w Polsce i Europie Wschodniej – czyli budowę centrum handlowego Arkadia w Warszawie.

Centrum handlowe Arkadia
Arkadia. Autor Adrian Grycuk na licencji CC BY 3.0

No dobrze, ale w takim razie, czy to właśnie Kaliforn jest najdroższą substancją, którą można obecnie kupić na ziemi ? Otóż nie. Najdroższą substancją jest antymateria. (Pominęliśmy w porównaniu sztuczny pierwiastek Oganesson, który przez niektórych uznawany jest za jeszcze droższy, lecz trudno znaleźć wiarygodne źródło szacujące jego wartość.)

Antymateria

Otaczający nas świat (a przynajmniej ta jego część, z którą obcujemy na co dzień) zbudowany jest z materii, czyli cząstek, z których składają się atomy o jakich uczono nas w szkole. Typowy atom posiada jądro dodatnie i elektron, bądź elektrony o ładunku ujemnym, które krążą w okół niego. Antymateria to układ antycząstek. Antycząstki są zaś są bardzo podobne do zwykłych cząstek materii, jednak mają przeciwny znak ładunku elektrycznego i spin. Oznacza to, że jądro antyatomu jest ujemne, a w okół niego krążą cząstki naładowane dodatnio. Obrazuje to poniższy obrazek, który przedstawia atom wodoru i antywodoru.

Po lewej model atomu wodoru, po prawej antywodoru

Atom wodoru składa się z dodatniego protonu i poruszającego się wokół niego elektronu z ładunkiem ujemnym.
Atom antywodoru jest odwrotnością, czyli w jądrze znajduje się ujemny antyproton, a wokół niego porusza się dodatni pozytron.

Właściwości antymaterii

Antymateria ma ciekawe właściwości, ale nas najbardziej interesuje ta, że gdy antymateria zetknie się z materią, cała masa materii i antymaterii zostaje zamieniona w energię.

Można w ten sposób uzyskać naprawdę olbrzymie ilości energii. Dla porównania, w reakcji jądrowej, wykorzystywanej w bombach atomowych, zaledwie od 5 do 12 procent masy zamieniane jest na energię. Oznacza to, że zrzucenie jednego grama antymaterii na ziemię wygenerowałoby eksplozję większą niż kilka bomb zrzuconych na Hiroshimę i Nagasaki.

Do czego zatem, poza bombami, można wykorzystać antymaterię ? To proste, do produkcji energii, którą można by zasilić całe miasta, a także silniki statków kosmicznych. Takiej energii byłoby tak dużo, że są naukowcy, którzy twierdzą, że dałoby się rozpędzić statek kosmiczny do 40% prędkości światła i polecieć do najbliższej gwiazdy zużywając zaledwie 17 gramów antymaterii. Jeden z takich fizyków, zbiera nawet fundusze na kickstarterze, jednak nie oszukujmy się, takie silniki, to odległa przyszłość

Jest tak dlatego, że przechowywanie antymaterii jest bardzo trudne. Nie może się ona zetknąć z materią, więc próbuje trzymać się ją w specjalnych pułapkach magnetycznych. Obecnie rekordzistą w przechowywaniu antymaterii jest CERN. Udało im się utrzymać stabilną antymaterię przez okres.. 16 minut.


Film z niniejszym artykułem – dla tych, którzy wolą obejrzeć/posłuchać np w drodze do pracy

Trudność pozyskania antymaterii

Antymaterię nie tylko trudno się przechowuje, ale bardzo ciężko ją wytworzyć. Wspomniany już CERN, w niesamowicie drogim wielkim zderzaczu hadronów jest w stanie wytworzyć 10 milionów antyprotonów w minutę. Brzmi, jak bardzo duża ilość antymaterii, a w rzeczywistości , gdyby w CERN mieli wytworzyć 1gram antymaterii z taką prędkością produkcji, zajęłoby im to wiele, wiele lat.

To właśnie główna przyczyna ceny za antymaterię. Problemy z jej produkcją są tak duże, że cena, według NASA w przeliczeniu na polskie złote, wynosi ok 93 miliardy złotych. Mówimy o szacunkach z 2006 roku, które możecie znaleźć w komentarzach. Widać jednak, że koszt produkcji tanieje z roku na rok, bo w innej publikacji, z 1998 roku, NASA oszacowała koszt 1 grama na 234 biliony złotych.
Dla porównania, PKB Polski w 2018 roku to prawie 2 biliony złotych!

Jak widać, antymateria to obecnie zdecydowanie najdroższa substancja na ziemi. Cały czas jednak tanieje, gdyż jest to materiał ważny dla ludzkości ze względu na potencjalne korzyści, które się z nim wiążą.

I to już wszystko, czym chcieliśmy się z Wami dzisiaj podzielić. Mamy nadzieję, że tekst się Wam podobał i poruszył Waszą wyobraźnię.
Zdajemy sobie sprawę, że nie wyczerpaliśmy tematu antymaterii, a tylko ledwie go liznęliśmy. Zachęcamy zatem do samodzielnego zgłębienia tematu i analizy linków do źródeł w niniejszym artykule.


Źródła:

Artykuł o tworzeniu i przechowywaniu CERN antymateria

Oszacowanie kosztu diamentuów

Izotop Kaliforn i jego cena

Artykuły NASA o cenie za antymaterię i silnikach kosmicznych:

Artykuł o statku kosmicznym napędzanym antymaterią i kosztach

Artykuł z 1999 o kosztach antymaterii

Antywodór i jego właściwości

Zasubskrybuj nasz kanał:

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *