Знание-сила, 2006 № 02 (944) - [25]
Другой любопытный эксперимент, длившийся несколько лет (1999- 2004), был проведен в США, на Стэнфордском ускорителе. Здесь удалось доказать, что при распаде В-мезонов и их античастиц, анти-В-мезонов, действительно нарушается симметрия.
В общей сложности ученые наблюдали 200 миллионов случаев распада мезонов. В 910 случаях В-мезоны распадались на каон и пион, а вот анти-В-мезоны распадались подобным образом лишь 696 раз. Если бы вещество и антивещество были абсолютно симметричны, то показатели распада частиц и античастиц были бы примерно одинаковы (подробнее о ходе эксперимента смотрите "3-С", 8/2001).
На Стэнфордском ускорителе изучали распад В-мезонов и их античастиц
Доя подобных экспериментов нужно антивещество. По оценке НАСА, стоимость одной миллиардной доли его грамма достигает сейчас примерно шести миллиардов долларов. Получить наяву эти призрачные частицы, не способные прижиться в нашем Космосе, можно лишь с помощью гигантских ускорителей, разгоняя до невероятных скоростей и сталкивая друг с другом частицы нормального вещества.
Производство антивещества пока в высшей степени неэффективно. Сперва нужно затратить шромное количество энергии, чтобы затем — когда-нибудь — использовать энергию, таящуюся в антивеществе.
Да и много ли ее "таится" в современных лабораториях? Сейчас в магнитных ловушках крупнейших ускорителей мира можно удержать до миллиона античастиц. Этого достаточно для научных целей, но никак не для нужд военного ведомства или атак вымышленных террористов. И вообще нельзя используемыми ныне методами накопить более ста миллиардов антипротонов — уж слишком велики силы отталкивания их и электронов.
Чтобы наладить производство антивещества, нужно накапливать не антипротоны, а антиатомы — электрически нейтральные образования. Перспективнее всего, говорят физики, наладить производст во антиводорода, поскольку мы располагаем запасами водорода почти в неограниченном количестве.
В лабораторных экспериментах ученым уже удавалось изготавливать атомы антиводорода, в которых вокруг отрицательно заряженного ядра обращается позитрон. Однако они возникают всего на 30 миллиардных долей секунды, и думать об их конденсации в виде крохотных капель или кристаллов пока рановато.
Впрочем, когда-то, в канун Второй мировой войны, и обогащенный уран был едва ли не такой же экзотикой, как в наши дни антивещество. Тогда представлялось невозможным наладить производство одной тонны обогащенного урана. Сейчас накоплены огромные его количества.
При столкновении высокоэнергетичных частиц, прилетающих из космоса, с атомами воздуха на мгновения рождаются античастицы
И ведь как хорошо было бы, мечтают многие ученые, иметь под рукой запасы антивещества! Использовать его могли бы медики для борьбы с раковыми опухолями, что гораздо эффективнее современной радиотерапии. Частицы (протоны) раковых клеток и античастицы (антипротоны) уничтожались бы, опухоль растаивала бы, как снег под весенними лучами солнца. В то же время антипротоны, в отличие от рентгеновских лучей, не повреждали бы здоровую ткань.
Другие возможные способы применения антивещества связаны с тем, что оно аккумулирует невероятную энергию в крохотном объеме пространства.
•Так, космонавты могли бы получить в свое распоряжение самый эффективный двигатель за всю историю техники. Космический корабль, оборудованный им, разгонялся бы до скорости 100 тысяч километров в секунду, в то время как современные ракеты — где-то до 10 километров в секунду. Для вывода на околоземную орбиту корабля, весящего сто тонн, хватило бы количества энергии, скрытого в брикете антивещества размером с кусочек сахара. Вместо громадных топливных баков — брикеты весом в несколько граммов.
По расчетам американской фирмы "НЬаг Technologies", финансируемой НАСА, было бы достаточно семнадцати граммов антивещества, чтобы автоматический зонд долетел за сорок лет до звезды Альфа Центавра, то есть преодолел расстояние в 4,3 световых года.
Как отмечает Кеннет Эдвардс, руководитель отдела Revolutionary Munitions ("Революционного вооружения"), созданного при ВВС США, потребуется примерно полтора десятилетия и около двух миллиардов долларов, чтобы создать прототип двигателя, работающего на антивеществе. Для хранения такого взрывоопасного топлива, как антиводород, его нужно охладить почти до абсолютного нуля. Тогда тепловое движение антиатомов практически прекратится, и они перестанут вступать в реакцию с частицами обычного вещества.
•На основе антиводорода можно создать и чрезвычайно разрушительное оружие. Его мощь превысит мощь атомных бомб, и в то же время на территории, где его применили, не будет радиоактивного заражения.
Не случайно военное ведомство США в последнее время наложило запрет на публикацию материалов об исследованиях в области антивещества. Помнится, что когда-то, незадолго до создания атомной бомбы, из открытой печати исчезли упоминания о работах в области исследования урана
Тунгусская катастрофа была вызвана взрывом антивещества?
Исследования антивещества продолжаются. Между тем космологи порой говорят о том, что, может быть, где-то в отдаленной области космоса можно обнаружить огромные скопления антивещества, возникшего сразу после Большого Взрыва. Что если оно не полностью уничтожилось в первые доли секунды космического творения? Что если антивещество в нашей части космоса столь же редко, как где- то на далекой окраине Вселенной редко вещество? И все мироздание состоит, на самом деле, как из "инь" и "ян", как из "положительного" и "отрицательного", — из двух несходных, несовместимых сущностей, нашего вещества и далекого антивещества?
