Warning: call_user_func_array() [function.call-user-func-array]: First argument is expected to be a valid callback, '' was given in /home/content/89/7929989/html/wp-includes/class-wp-hook.php on line 286
orthopedic pain management

PRVI ATOMI ANTIMATERIJE

Piše: Prof. Vladimir Ajdačić


U Evropskom centru za nuklearna istraživanja u blizini Ženeve, CERN-u, posle više godina predanog rada novembra 2002. Godine dobijen je veći broj atoma antimaterije – antivodonika. Ovi čudesni atomi u „atomskom ogledalu“ predstavlja „lik“ nama svima dobro poznatog atoma vodonika, najobilnijeg hemijskog elementa u Svemiru.

Kao što znamo, atom vodonika se sastoji iz jednog protona, pozitivno naelektrisane čestice koja čini jezgro atoma vodonika, i jednog elektrona, negativno naelektrisane čestice koja na velikom rastojanju „kruži“ oko protona. Na drugoj strani, jezgro antivodonika čini antiproton, čestica u svemu jednaka protonu, osim što je negativno naelektrisana. Njemu društvo pravi pozitron, pozitivno naelektrisani „elektron“.

Teorija i praksa

Još je 1928. godine mladi Pol Dirak teorijskim putem predskazao postojanje antimaterije. Nju je krajem 1932. otkrio Karl Anderson u kosmičkom zračenju pomoću Vilsonove maglene komore. Drugi sastojak antivodonika, antiproton, pronašli su znatno kasnije, 1955. godine, E. Segre i O. Čembrlen.
Tada je u principu postavljena scena za veliku predstavu koja je trebalo da nas vrati milijardama godina u prošlost, u prve trenutke nastanka Svemira u Velikoj eksploziji (Big Bang), kada su po mišljenju fizičara materija i antimaterija bile zastupljene sa jednakom obilnošću.
Put do dobijanja nekih 50.000 atoma antivodonika popločan je brojnim
Nobelovim nagradama. Najviše ih je podeljeno za doprinose u teorijskoj i eksperimentalnoj fizici, a neke su dodeljene za gradnju akceleratora naelektrisanih čestica. Samo jedna od njih data je za hemiju! Stekli su je 1935. godine Frederik i Irena Žolio-Kiri za dobijanje veštački radioaktivnih elemenata. Među tim elementima stvoreni su i pozitronski emiteri. Oni će se kao neophodan „začin“ naći u „supi“ koja će dati atome antivodonika.
Mnogo teže od pozitrona bilo je doći do obilja sporih antiprotona. To je zahtevalo izvanredno majstorstvo u više oblasti nauke i tehnike, u čemu su i kompjuteri imali neprocenjivi udeo.
U kratkotrajnom udaru super energetskih protona o pogodnu metu u ranijem CERN-ovom akceleratoru  stvaralo se oko 20 miliona antiprotona. Sa mete oni su se „rasipali“ u različitim pravcima brzinama bliskim brzini svetlosti! Takav roj čestica bilo je potrebno ukrotiti i usmeriti ka prstenu za uskladištenje. Od pomenutog broja antiprotona oko 10.000 po impulsu bilo je u njemu smešteno. Na drugoj strani, u poseban „kavez“ upuštani su i sakupljani spori pozitroni, nekih 75 miliona  antičestica nastalih radioaktivnim raspadom radioizotopa vrlo visoke specifične aktivnosti.

U spoju sa jednim „kavezom“ za pozitrone i drugim za antiprotone nalazila se je „klopka“ – „sala“ za susretanje ovih prvih „zvezda“ antimaterije proisteklih iz čovekovih „fabrika“. Pomenute čestice su elektromagnetskim putem vođene do tačke susretanja u kojoj su se sparivale u atome antivodonika, baš kao što bi to činili protoni i elektroni ako bi se našli u sličnoj situaciji.
I tako je tokom nekoliko meseci rada velikog broja izuzetno skupih mašina, instrumenata, kompjutera i čitave vojske naučnika i tehničara dobijeno oko 50.000 antivodonikovih atoma. Dok čitate ove redove, budite sigurni da naučnici u CERN-u smišljaju kako da stvore još teže atome antimaterije – da konstruišu „Periodni sistem lakih antielemenata“.

„Ma kakvo zlato i kamen mudrosti alhemičara?“, rekli bi istraživači CERN-a, „Mi u ruci držimo tajnu Svemira!“ U čemu je, zaista, vrednost ovog blaga, nemerljivog ni najosetljivijim terazijama? Šta to atomi antivodonika mogu kažu fizičaru, astrofizičaru ili astronomu o Svemiru?

Naučnici veruju da će upoređivanjem  ponašanja atoma običnog vodonika i antivodonika naći odgovor na jedno od suštinskih pitanja: zašto je došlo do narušavanja simetrije – iščeznuća antimaterije u ranoj fazi razvoja Svemira. Da antimaterija tada nije iščeznula mi danas ne bismo postojali.

Antimaterija u centru pažnje

Pomoću ranijeg CERN-ovog akceleratora u nuklearnim reakcijama dobijeni su antiprotoni, koji su zatim bili uskladišteni u odgovarajući „prsten“. Na drugoj strani, pozitroni su čuvani u specijalnoj „klopki“. Kada bi istraživači poželeli, oni bi organizovali njihova bliska  „susretanja’’ kojima bi se dobijali atomi antivodonika. Različita svojstva ovih prvih i najjednostavnijih atoma antimaterije još uvek su predmet brojnih istraživanja. Jedno od najskorijih, u kome je učestvovalo 35 naučnih radnika, objavljeno je kraj jula ove godine. U njemu je praćena
pojava rekombinacije antiprotona i pozitrona u atome antivodonika.

Druga, takođe izuzetno važna proučavanja svojstava antiprotona – „ogledalske slike„ nama svima poznatog protona, izvode se putem laserske spektroskopije. Obasjavanjem laserskim zracima precizno poznatih energija proučavaju se „hladni“ antivodonikovi atomi (držani na oko 10 Kelvina!), stimulisane pojave njihove rekombinacije i jonizacije i drugo. Angažuju se vrhunski teorijski i eksperimentalni fizičari, kao i čudesna tehnika sa ciljem da se provere osnovni zakoni simetrija  uoče moguća odstupanja u ponašanju atoma antivodonika u odnosu na atome običnog vodonika, tj. antimaterije u odnosu na materiju. Do sada takva odstupanja nisu nađena.
Ultimni izvor energije

Dobijanje prvih ‘’većih’’ količina antimaterije u CERN-u odmah je privuklo pažnju naučnika nemirnog duha, onih punih želja da se vinu ka zvezdama, ako nikako drugačije, onda korišćenjem pojave anihilacije, ‘’izgaranja’’ materije i antimaterije u međusobnom kontaktu.

Već prvi pogled na Tabelu u kojoj su dati iznosi energija koji se mogu dobiti različitim procesima, vidi se da je anihilacija materije apsolutni šampion. Ona po jedinici mase nadmašuje svog najbližeg suparnika – fuziju elemenata za više od 200 puta!

Antimaterija za kosmička putovanja

Grupa od pet američkih naučnika (G. R. Schmidt i saradnici) razmatrala je problem stvaranja antimaterije za pogon kosmičkih brodova u skoroj budućnosti. Vrlo mala efikasnost dobijanja antiprotona u sadašnjem trenutku isključuje njihovu direktnu upotrebu kao goriva. Stoga su se oni skoncentrisali na primenu antiprotona kao ‘’katalizatora’’ u slučaju dva različita procesa fuzije elemenata čija bi se energija koristila za pogon brodova u kosmosu.
Prema optimističkim nalazima naučnika, početkom sledećeg stoleća, sa poboljšanim dobijanjem antiprotona, mogao bi se očekivati uspeh u sveplanetarnim kosmičkim letovima unutar Sunčevog sistema i začetka međuzvezdanih putovanja. Cena jedno takvog poduhvata, za pravo čudo, ne bi iznosila mnogo, do 60 miliona dolara!

Teško je komentarisati ovakva predviđanja – da li ona spadaju u naučnu fantastiku ili fantastičnu nauku? Zamislite brod koji u svojim ‘’bisagama’’ nosi antimateriju i fuziono gorivo. Jadni astronauti, dok bi ‘’plovili’’ kosmosom, brinuli bi brigu da im brod ne eksplodira od neželjenog spoja antimaterije sa materijom, kao i od sve jačeg zračenja radioizotopa stvorenih nuklearnim reakcijama brzih neutrona koji nastaju u procesu fuzije elemenata.

Ako je sve drugo po ovom planu ostvarivo, jedno mi se čini nemogućim. A to je da na kosmičko putovanje krene čovek. Mislim da bi neminovno bilo da astronaute zameni robot. Njega sigurno ne bi hvatao strah od ovakve kosmičke avanture, jer budući potpuno bezosećajan  ne poznaje razliku između života i smrti.

Podelite članak:
Podelite putem email-a Podelite ovaj tekst na facebook-u Podelite putem Twitter-a
Možete ostaviti komentar, ili povratni link sa vašeg sajta.

Ostavite komentar