Materia ja antimateria, erittäin lyhyt oppimäärä

Törmäsin tuossa pari päivää sitten netissä artikkeliin, jossa kerrottiin, että CERNissä oli onnistuttu valmistamaan ja säilömään hetkellisesti antimateriaa. Hieno juttu! Tarkemmin ajateltuna tietysti tulee mieleen, että “mitähän tämä antimateria” sitten on?

Kyseisen artikkelin ja mm. wikipediaa nyt lukeneena osaan kertoa asiasta seuraavaa: Antimateria on materian vastakohta. Ei siis, että sitä materiaa ei ole, vaan sen vastakohta. Vähän niinkuin numeron yksi(1) ns. “vastakohta” ei ole nolla(0), vaan miinus yksi (-1).
Tuosta voidaan sitten miettiäkin, että mitä tapahtuu kun antimateria ja materia törmäävät. Tuleeko siitä sitten nolla? Molemmat häviää?
Kyllä! Juuri niin.

Ns. “standardimallin” mukaan alkuräjähdyksessä syntyi yhtäaikaa yhtä paljon materiaa ja antimateriaa. Tämä antimateria on vain jotenkin hukassa.
“- Puoli maailmankaikkeutta on kadonnut jonnekin, emmekä tiedä miksi, kertoo Alpha-koetta johtava amerikkalaisprofessori Jeffrey Hangst.”, tiivistää YLEn artikkeli.

Atomin osia, kuten anti-elektroneja, eli positroneja, on jo aiemmin onnistuttu havaitsemaan ja eristämään. Semmoinen löytyi muuten jo vuonna 1932, eli mistään ihka-uudesta ilmiöstä ei ole kyse. Nyt CERNissä oli positronien sijaan onnistuttu valmistamaan ja pitämään “elossa” antivetyä, eli vedyn vastakohtaa, yli 16 minuuttia siten, että jonkinlaista parempaa tutkimusta oli päästy suorittamaan.

Mitä antimaterialla voidaan tehdä?

Mitä hyötyä tai haittaa antimateriasta sitten on? Täysin tuulesta temmattu ajatus tietysti olisi, että sattumalta olisi olemassa anti-maapallo, joka maapallon kohdatessa johtaisi siihen, että molemmat häviäisivät… Mutta noin periaatteessa se noin toimisi.

Antimaterian ja materian kohdatessa ja niiden hävitessä, vapautuu energiaa. Wikipediassa esitetään esimerkki, jossa gramma antimateriaa ja gramma materiaa yhdistyvät. Tuloksena saadaan 180 terajoulea energiaa (joka vapautuu sähkömagneettisena säteilynä). Vertailun vuoksi wikipediassa kerrotaan Hiroshiman ydinpommin vapauttaneen 84 terajoulea energiaa.
(Kritiikiksi tuohon laksutoimitukseen mainittakoon kuitenkin, että eikös se antimateria gramma paina sitten kuitenkin -1 grammaa… hmm..)

Hyväksytään nyt tuo kuitenkin ajatusmalliksi, että antimateriakin painaa normaaleja grammoja. Ilmeisesti wikipediassa esitetty kaava ja malli on todistettu toimivaksi.
Energiantuotantoon annihiloinnista (eli sen antimaterian ja materian yhdistymisestä) ei kuitenkaan ole, vaikka helpoltahan tuo kuulostaisi. Laitetaan pari grammaa molempia kuppiin ja kupista kaapelit akkuun 🙂
Valitettavasti pelkästään muutaman pikogramman (yksi pikogramma on 0,000 000 000 001 grammaa) valmistamiseen jouduttiin joskus aiemmin käyttämään 20 miljoonaa us-dollaria. Niin ja sitä energiaa joudutaan käyttämään enemmän antimaterian valmistamiseen kuin mitä sitten annihiloinnissa purkautuu. Joten se siitä toistaiseksi.
Saavat tiedemiehet kehitellä vielä parempia laitteita.

Tämmöistä tarpeellista tietoa tänään. Hauskaa päivänjatkoa.