ФЭНДОМ


Реакция аннигиляции

Реакция вещества с антивеществом, или реакция аннигиляции[1] (англ. Matter-Antimatter Reaction) является одним из мощнейших источников чистой энергии.

ОписаниеПравить

«Материя» — общий термин для любой субстанции, атомы которой состоят из протонов, нейтронов и электронов. Всё на Земле и все, что мы обнаружили на других планетах, состоит из обычной материи.

Антиматерия — «зеркальная» версия материи. Ее атомы состоят из антипротонов, антинейтронов и антиэлектронов. Она не возникает естественно, за исключением небольшого количества при взрыве сверхновых и в черных дырах, но ее можно создать при помощи ускорителей частиц и других устройств.

Когда материя и антиматерия соединяются, они превращаются в энергию в соответствии с известным уравнением Эйнштейна: Е=mc2, где m — общая масса вещества и антивещества, c — скорость света. Одна унция массы, полностью перейдя так в энергию, может обеспечить подъем почти двух триллионов тонн на фут от земли.

Ожидалось, что реакторы, основанные на реакции между материей и антиматерией, станут решением для энергетического кризиса и загрязнения окружающей среды. Но обилие и дешевизна производимой энергии только поощряло строительство новых заводов, а это, в свою очередь, еще сильнее загрязняло окружающую среду и увеличивало спрос на полезные ископаемые и сырье.

Свойства материи и антиматерииПравить

По сравнению с обычной материей, антиматерия имеет «обратную полярность». Ее ядра состоят из антипротонов (с отрицательным электрическим зарядом вместо положительного) и антинейтронов (без электрического заряда, как и нейтроны). Ядра окружены антиэлектронами (также называемыми позитронами, так как они имеют положительный заряд, а не отрицательный). Материя и антиматерия взаимно притягиваются из-за разности электрических зарядов. Когда они соединяются, то аннигилируют, производя колоссальное количество энергии.

Первоначально ученые считали, что антиматерия ведет себя абсолютно так же, как ее нормальный эквивалент. И если это так, то почему при большом взрыве не было создано равное количество материи и антиматерии? Тогда бы они аннигилировали, и вселенная содержала бы только чистую энергию. Эксперименты, проведенные в конце XX века, показали незначительные различия между материей и антиматерией, в скорости распада каонов и антикаонов (а также В-мезонов и анти-В-мезонов) под влиянием слабого ядерного взаимодействия. Эти незначительные различия способствовали созданию, в основном, обычной материи, а небольшое количество возникшей антиматерии почти полностью аннигилировало с материей сразу после рождения вселенной.

Исследователи также предположили, что антиматерия должна обладать антигравитационными свойствами, и отталкиваться от нормальной материи. Эта теория позволила мечтать о летающих городах и огромных воздушных кораблях. Но когда было получено измеримое количество антиматерии, обнаружилось, что гравитация действует на нее так же, как на обычную материю.

Использование анобтаниума в хранении антиматерииПравить

В конце XXI века Джеральд Хурвиц и Када н’Гома построили первый генератор, основанный на аннигиляции. Несмотря на их удивительное открытие, ученые сомневались, что такой генератор будет иметь смысл применять для питания объектов меньших, чем большой город, так как генератору требовалась огромная охлаждающая установка для поддержания сверхпроводимости в магнитах, сдерживающих реакцию между материей и антиматерией. И действительно, почти две трети первого межзвездного корабля занимала энергетическая установка и ее система охлаждения.

Но последующее открытие анобтаниума, обладающего свойством сверхпроводимости при высоких температурах, означало, что аннигиляционный реактор больше не нуждался в громоздких системах охлаждения. Это увеличило скорость, грузоподъемность и эффективность межпланетных кораблей и сделало возможной колонизацию Пандоры.

Появления Править

Примечания Править

Материалы сообщества доступны в соответствии с условиями лицензии CC-BY-SA , если не указано иное.