به گزارش بخش علمی رسانه اخبار فناوری تک فاکس،
این ماده با داشتن برچسب قیمت آزار دهنده 62،000،000،000،000 دلار (49Trylion پوند) برای یک گرم ، گرانترین چیز روی زمین است.
با این حال ، حتی اگر پول داشتید ، ممکن است به اندازه یک گرم این ماده در هر نقطه از جهان وجود نداشته باشد.
برخلاف سنگهای قیمتی یا فلزات گرانبها ، شما فقط نمی توانید این ماده فوق العاده نادر را از زمین حفر کنید.
درعوض ، ماده عجیب و غریب باید توسط اتم در فرآیندی که می تواند یک میلیارد سال طول بکشد تا یک دهم گرم جمع شود ، مونتاژ شود.
اگرچه به نظر می رسد چیزی مستقیم از داستان های علمی تخیلی است ، اما اعتقاد بر این است که اتم های ضد ماده با ارزش ترین ماده روی زمین هستند.
مانند دوقلوهای شیطانی معمولی ، ضد ماده تصویر آینه ای از اتمها و ذرات است که جهان اطراف ما را تشکیل می دهند.
دقیقاً مانند فیلم فرشتگان و شیاطین ، وقتی ماده و ضد ماده با هم ملاقات می کنند ، یکدیگر را کاملاً نابود می کنند و انرژی زیادی را آزاد می کنند.
این بدان معناست که ضد ماده تقریباً به محض ساخت ناپدید می شود و ذخیره و مطالعه آن بسیار گران است.
در فیلم فرشتگان و شیاطین (تصویر) ، از آنتیمر برای ایجاد یک انفجار ویرانگر استفاده شد. اما در واقعیت این یکی از با ارزش ترین مواد در جهان است
تمام اتمها ، پروتون ها ، نوترون ها ، الکترون ها و ذرات زیر اتمی که جهان قابل مشاهده را تشکیل می دهند از ماده ساخته شده اند.
اما برای هر نوع ذرات ماده ، یک نسخه ضد ماده وجود دارد که دقیقاً یکسان است به جز اینکه بار الکتریکی مخالف دارد.
به عنوان مثال ، در حالی که پروتون های ماده بار مثبت دارند ، آنتی پوتون ها بار منفی دارند.
این ضد ذرات را می توان در ضد اتم ، ضد مولکولها و در تئوری در کل سیارات و کهکشان های ضد ماده و کهکشان ها که دقیقاً مانند خود ما عمل می کنند ، جمع آوری کرد.
در سال 1999 ، دانشمند ناسا ، هارولد گریش تخمین زد که قیمت آنتیمر 62.5 تریلیون دلار یا 1.75 دلار در هر اونس بر اساس انرژی درگیر و ظرفیت تولید تخمین زده شده است.
در حالی که جریش تخمین زد که سرانجام قیمت پایین می آید ، درک واقعی تر از چالش های مهندسی به این معنی است که قیمت واقعی می تواند حتی بیشتر باشد.
در گفتگو با ABC News ، پروفسور مایکل دوسر ، یک فیزیکدان ذرات در CERN ، گفت: “ما چنان مقادیر دقیقه ای می سازیم که حتی اگر شما بخواهید تمام ضد ماده ای را که در طول یک سال انجام می دهیم نابود کنید ، اینگونه نخواهد بود حتی به اندازه کافی برای جوشاندن یک فنجان چای.
“یک صدمین نانوگرام (از ضد ماده) به اندازه یک کیلوگرم طلا هزینه دارد.”
ضد ماده تصویر آینه ای از ماده است ، دقیقاً یکسان است به جز بار هر ذره معکوس است. هنگامی که Antimatter با ماده منظم ملاقات می کند ، این دو نابود شده و تمام مواد خود را به انرژی تبدیل می کنند (تصویر سهام)
این باعث می شود قیمت یک گرم تقریباً 5.24 دلار چهار ضلعی (4/16 پوند) باشد.
Antimatter جدید همیشه در اطراف ما و حتی درون بدن خودمان ایجاد می شود.
هنگامی که مواد رادیواکتیو مانند پوسیدگی پتاسیم ، یک الکترون و یک الکترون ضد ماده به نام پوزیترون تولید می کنند.
این بدان معنی است که یک موز ، که به ویژه غنی از پتاسیم رادیواکتیو است ، هر ساعت حدود یک ذره ضد ماده تولید می کند.
با این حال ، از آنجا که این ذرات به سرعت توسط ماده اطراف نابود می شوند ، این کمک برای دانشمندانی که می خواهند آن را مطالعه کنند ، کمک نمی کند.
برای به دست آوردن ضد ماده در صورت تقاضا ، باید با تمرکز انرژی زیادی در یک نقطه واحد ، آن را مجبور کنید که در واقع مهم شود.
در CERN ، دانشمندان از شتاب دهنده های ذرات عظیم برای سرعت بخشیدن به جریان پروتون ها و ذرات با بار مثبت استفاده می کنند و آنها را به یک بلوک Iridium می کشند.
در هر میلیون تصادف حدود یک بار ، مقادیر عظیمی از انرژی در ذره ای از ماده متمرکز می شوند و یک دوقلوی ضد ماده به همراه آن متولد می شود.
در کارخانه Antimatter Cern ، دانشمندان مقادیر کمی از ذرات ضد ماده ضد ماده را تولید می کنند که می توانند در اتم ها جمع شوند. با این حال ، یک گرم ضد ماده می تواند 62،000،000،000،000 دلار (49Trylion پوند) برای تولید هزینه کند
جریانهای پروتون به سرعت شدید در شتاب دهنده ذرات شتاب می گیرند و به یک بلوک فلز شلیک می شوند. یک بار در یک میلیون برخورد ، این انرژی شدید یک جفت پروتون و آنتی پوتون ایجاد می کند
این ذرات سپس با دقت در دستگاهی به نام Decelerator Antiproton قرار می گیرند که از آهنرباهای قدرتمند برای تمرکز ضد ماده در یک جریان استفاده می کند که یک دهم سرعت نور را متمرکز می کند.
با این حال ، این کل فرایند مقادیر باورنکردنی انرژی را مصرف می کند.
شتاب دهنده های ذرات CERN حدود 90 درصد از لایحه انرژی سالانه 1،250 گیگاوات مرکز تحقیقات را تشکیل می دهند.
برای مقایسه ، تخمین زده می شود لندن هر سال فقط 37،800 گیگاوات انرژی مصرف کند.
علاوه بر این ، این فرایند فقط مقادیر بسیار کمی از ضد ماده با CERN تولید می کند که هر سال فقط نانوگرام مواد را تهیه می کند – که باعث می شود با وزن بسیار باورنکردنی گران شود.
اما ساختن آنتیمر پایان مشکل نیست زیرا در صورت تماس با ماده معمولی ، ضد ماده از بین می رود.
برای متوقف کردن ضد ماده تازه شکل گرفته از نابودی ، باید با دقت توسط آهنرباهای فوق العاده در داخل یک خلاء کامل موجود باشد.
رکورد فعلی برای ذخیره سازی ضد ماده برای ذرات منفرد 405 روز و فقط 17 دقیقه برای ضد اتم کامل است.
ذرات ضد ماده در “تله ها” ضبط می شوند که از آهنرباهای عظیم استفاده می کنند تا ذرات را در جایی نگه دارند که در آن نابود نشوند. این فرآیند انرژی زیادی را مصرف می کند که باعث می شود ضد ماده با وزن بسیار گران شود
اخیراً دانشمندان CERN موفق به جابجایی فقط 70 پروتون در یک محفظه مخصوص طراحی شده (تصویر) شدند. اگرچه این می تواند به ضد ماده قابل حمل منجر شود ، اما مقادیر درگیر بسیار اندک است. ایجاد یک گرم ضد ماده می تواند 10 میلیارد سال با نرخ فعلی طول بکشد
محققان CERN در حال حاضر در حال استفاده از روشی برای استفاده از این بطری های مغناطیسی برای حمل و نقل ضد ماده به خارج از آزمایشگاه هستند و آن را در یک وانت به مراکز تحقیقاتی مختلف سوق می دهند.
با این حال ، یک آزمایش اخیر موفق شد فقط 70 پروتون ماده معمولی را حرکت دهد ، در هیچ کجا حتی در نزدیکی یک نانوگرام از مواد.
با توجه به تمام این دشواری ها ، ممکن است تعجب کنید که چرا دانشمندان با ایجاد چنین ماده گران قیمت و ناخوشایند پایدار هستند.
دلیل این امر این است که باز کردن اسرار ضد ماده می تواند به ما کمک کند تا درک کنیم که چرا جهان راهی است که اکنون آن را می بینیم.
در همان ابتدای جهان ، دانشمندان معتقد بودند كه هر دو ماده و ضد ماده در مقادیر عظیمی ایجاد شده اند و یکدیگر را فسخ می كنند تا تنها ماده باقیمانده باقی بماند تا جهان را تشکیل دهد.
اما اگر ماده و ضد ماده در مقادیر مساوی ایجاد شود ، معقول نیست که اصلاً هیچ ماده ای باقی بماند.
این بدان معنی است که می تواند تفاوت ظریف بین ماده و ضد ماده وجود داشته باشد ، به این معنی که این دو کاملاً متقارن نیستند.
یا اگر دانشمندان تفاوتی پیدا نکنند ، ممکن است این باشد که ما فقط در بخشی از جهان پر از ماده زندگی می کنیم در حالی که کل مناطق آنتیکتر در جایی پنهان شده اند.
برخورد بزرگ هادرون چیست؟
Collider بزرگ Hadron (LHC) بزرگترین و قدرتمندترین شتاب دهنده ذرات جهان است.
در یک تونل 27 کیلومتری (16.8 مایل) در زیر مرز سوئیس فرانک قرار دارد.
LHC در سال 2010 با ذرات برخورد کرد. در داخل حلقه LHC 27 کیلومتری ، دسته های پروتون تقریباً با سرعت نور حرکت می کنند و در چهار نقطه تعامل برخورد می کنند.
در داخل شتاب دهنده ، دو پرتو ذرات با انرژی بالا نزدیک به سرعت نور قبل از برخورد برای برخورد هستند. تیرها در مسیرهای مخالف در لوله های پرتو جداگانه حرکت می کنند.
آنها در اطراف حلقه شتاب دهنده توسط یک میدان مغناطیسی قوی که توسط الکترومغناطیس ابررسانه ای نگهداری می شود ، هدایت می شوند.
LHC (تصویر) در 5 آوریل 2015 مجدداً آغاز شد ، که به مدت دو سال در طی یک پروژه بزرگ نوسازی که 100 میلیون پوند هزینه داشت ، خاموش شد
الکترومغناطیسی از سیم پیچ های کابل الکتریکی ویژه ساخته شده است که در یک حالت ابررسانا کار می کند و به طور موثر برق را بدون مقاومت یا از بین رفتن انرژی انجام می دهد.
این برخورد ذرات جدیدی ایجاد می کند که توسط ردیاب های اطراف نقاط تعامل اندازه گیری می شوند.
نمایی از آزمایش Solenoid Muon Compact LHC نشان داده شده است
فیزیکدانان از سراسر جهان با تجزیه و تحلیل این برخوردها ، درک ما از قوانین طبیعت را عمیق تر می کنند.
در حالی که LHC قادر به تولید حداکثر 1 میلیارد برخورد پروتون پروتون در ثانیه است ، HL-LHC این تعداد را که توسط فیزیکدانان به عنوان “درخشندگی” گفته می شود ، با عاملی بین پنج تا هفت افزایش می دهد و حدود 10 برابر بیشتر امکان پذیر است. داده ها بین سالهای 2026 تا 2036 جمع می شوند.
این بدان معنی است که فیزیکدانان قادر به بررسی پدیده های نادر و اندازه گیری دقیق تر خواهند بود.
به عنوان مثال ، LHC به فیزیکدانان اجازه داد تا در سال 2012 بوزون هیگز را کشف کنند و از این طریق پیشرفت زیادی در درک چگونگی دستیابی ذرات به جرم خود داشته باشند. ذرات زیر اتمی مدتهاست که تئوریزه شده بود اما تا سال 2013 تأیید نشده بود.
