Kas yra Antimedžiaga?

Antimedžiaga yra mokslinės fantastikos romanų ir laidų, tokių kaip „Žvaigždžių kelias“, esmė, tačiau iš tikrųjų jos egzistavimas mūsų visatoje yra visai ne fantastika. Kaip rodo jos pavadinimas, ši medžiaga yra materijos priešingybė ir buvo atrasta XX amžiaus pirmoje pusėje. Tai ir toliau intriguoja fizikus ir mokslinės fantastikos gerbėjus.
Medžiaga, medžiaga, iš kurios susideda visi fiziniai dalykai, yra sudaryta iš atomų, kurie patys yra sudaryti iš dalelių, tokių kaip protonai, elektronai ir neutronai. Panašiai antimedžiagoje yra antidalelių, kurios atitinkamai vadinamos antiprotonais, pozitronais ir antineutronais. Dalelės ir antidalelės turi vienodą masę, bet priešingus krūvius; pavyzdžiui, elektronas yra neigiamai įkrautas, o jo priešingybė pozitronas yra teigiamo krūvio elektronas. Antimedžiaga yra skėtinis terminas, reiškiantis šių antidalelių kulminaciją.

Kai materija ir antimedžiaga susiliečia viena su kita, jos abi sunaikinamos. Taip išsiskiria didelis energijos kiekis. Apskritai visatos sukūrimo Didžiojo sprogimo teorija apima didelio masto materijos ir antimaterijos susidūrimą.

Antimedžiaga Žemėje nėra reikšminga, nebent ji būtų sukurta dirbtinai fizikos laboratorijoje ar panašioje aplinkoje. Mokslininkai sugebėjo sukurti palyginti nedidelius kiekius antivandenilio pavidalu. Jis trumpai atsiranda natūraliai dėl kosminių spindulių prasiskverbimo į atmosferą ir radioaktyviųjų medžiagų skilimo. Per kelias nanosekundes antidalelės ir dalelės susitinka ir sunaikinamos, todėl antidalelės Žemėje nėra labai paplitusios. Tačiau erdvėje tai daug labiau paplitusi ir pastebima naudojant tiksliai suderintus instrumentus.

Galimybė dirbtinai sukurti antimedžiagą yra labai svarbi medicinos moksle, ypač atliekant pozitronų emisijos tomografijos (PET) nuskaitymus. Atliekant PET nuskaitymą naudojami elektronų ir pozitronų anihiliacijos šalutiniai produktai – gama fotonai – vėžiui ištirti ir diagnozuoti. Antimedžiaga taip pat naudojama kai kuriose kitose spinduliuotės technologijose.

Teoriškai antimedžiaga galėtų būti naudojama kaip atsinaujinantis ir visiškai efektyvus kuro šaltinis. Tačiau jo sukūrimo laikas, pastangos ir sąnaudos šiuo metu viršija energijos, kurią jis gali pagaminti, naudą. Ateityje, kai tai bus geriau suprasta, tai iš tikrųjų gali tapti patikimu dabartinės energijos krizės sprendimu, nes ji susijusi su aplinkos blogėjimu.