stringtranslate.com

Антивещество

Фотография первого наблюдаемого позитрона , сделанная камерой Вильсона , 2 августа 1932 года.

В современной физике антивещество определяется как материя , состоящая из античастиц (или «партнеров») соответствующих частиц в «обычной» материи, и ее можно рассматривать как материю с обратным зарядом, четностью и временем, известную как обращение CPT . Антиматерия возникает в естественных процессах, таких как столкновения космических лучей и некоторые виды радиоактивного распада , но лишь небольшая часть из них успешно соединилась в экспериментах с образованием антиатомов. Небольшое количество античастиц можно генерировать на ускорителях частиц ; однако общее искусственное производство составило всего несколько нанограммов . [1] Никакое макроскопическое количество антиматерии никогда не было собрано из-за чрезвычайной стоимости и сложности производства и обращения. Тем не менее, антивещество является важным компонентом широко доступных приложений, связанных с бета-распадом , таких как позитронно-эмиссионная томография , лучевая терапия и промышленная визуализация.

Теоретически частица и ее античастица (например, протон и антипротон ) имеют одинаковую массу , но противоположный электрический заряд и другие различия в квантовых числах .

Столкновение любой частицы и ее партнера-античастицы приводит к их взаимной аннигиляции , вызывая появление различных пропорций интенсивных фотонов ( гамма-лучей ), нейтрино , а иногда и менее массивных пар частица-античастица. Большая часть полной энергии аннигиляции возникает в виде ионизирующего излучения . Если присутствует окружающее вещество, энергетическое содержание этого излучения будет поглощено и преобразовано в другие формы энергии, такие как тепло или свет. Количество выделяемой энергии обычно пропорционально общей массе столкнувшегося вещества и антивещества, в соответствии с известным уравнением эквивалентности массы и энергии E = mc 2 . [2]

Античастицы связываются друг с другом, образуя антиматерию, точно так же, как обычные частицы связываются, образуя обычную материю. Например, позитрон (античастица электрона ) и антипротон (античастица протона) могут образовывать атом антиводорода . Ядра антигелия были созданы искусственно, хотя и с трудом, и являются наиболее сложными антиядрами, наблюдавшимися до сих пор . [3] Физические принципы указывают на то, что возможны сложные атомные ядра антивещества, а также антиатомы, соответствующие известным химическим элементам.

Имеются убедительные доказательства того, что наблюдаемая Вселенная почти полностью состоит из обычной материи, а не из равной смеси материи и антиматерии. [4] Эта асимметрия материи и антиматерии в видимой Вселенной является одной из величайших нерешённых проблем физики . [5] Процесс, посредством которого возникло это неравенство между частицами материи и антиматерии, называется бариогенезом .

Определения

Частицы антивещества несут тот же заряд, что и частицы материи, но противоположного знака. То есть антипротон заряжен отрицательно, а антиэлектрон ( позитрон ) заряжен положительно. Нейтроны не несут суммарного заряда, но составляющие его кварки имеют. Протоны и нейтроны имеют барионное число +1, а антипротоны и антинейтроны имеют барионное число –1. Точно так же лептонное число электронов равно +1, а у позитронов – –1. Когда частица и соответствующая ей античастица сталкиваются, они обе преобразуются в энергию. [6] [7] [8]

Французский термин contraterrene привел к инициализму «CT» и научно-фантастическому термину « seetee » , [9] который используется в таких романах, как Seetee Ship . [10]

Концептуальная история

Идея негативной материи появляется в прошлых теориях материи, от которых сейчас отказались. Используя некогда популярную вихревую теорию гравитации , возможность существования материи с отрицательной гравитацией обсуждалась Уильямом Хиксом в 1880-х годах. Между 1880-ми и 1890-ми годами Карл Пирсон предположил существование «брызгов» [11] и стоков потока эфира . Брызги представляли собой нормальную материю, а раковины — отрицательную материю. Теория Пирсона требовала четвертого измерения, из которого и в который мог течь эфир. [12]

Термин «антиматерия» впервые был использован Артуром Шустером в двух довольно причудливых письмах в журнал Nature в 1898 году [13] , в которых он ввёл этот термин. Он выдвинул гипотезу об антиатомах, а также о целых солнечных системах из антивещества и обсудил возможность аннигиляции материи и антивещества друг друга. Идеи Шустера не были серьезным теоретическим предложением, а всего лишь предположением, и, как и предыдущие идеи, отличались от современной концепции антивещества тем, что обладали отрицательной гравитацией . [14]

Современная теория антивещества началась в 1928 году со статьи Поля Дирака [15] . Дирак понял, что его релятивистская версия волнового уравнения Шредингера для электронов предсказала возможность существования антиэлектронов . Хотя Дирак заложил основу существования этих «антиэлектронов», он поначалу не смог уловить следствия, содержащиеся в его собственном уравнении. Он охотно отдал должное за это открытие Дж. Роберту Оппенгеймеру , чья основополагающая статья «О теории электронов и протонов» (14 февраля 1930 г.) опиралась на уравнение Дирака и приводила доводы в пользу существования положительно заряженного электрона (позитрона). который как аналог электрона должен иметь ту же массу, что и сам электрон. Это означало, что это не мог быть протон, как предполагал Дирак. Дирак далее постулировал существование антиматерии в статье 1931 года, в которой позитрон назывался «антиэлектроном». [16] [17] Они были открыты Карлом Д. Андерсоном в 1932 году и названы позитронами от «положительного электрона». Хотя сам Дирак не использовал термин «антиматерия», его использование естественным образом вытекает из антиэлектронов, антипротонов и т. д. [18] Полная периодическая таблица антивещества была предложена Шарлем Жане в 1929 году . [19]

Интерпретация Фейнмана -Штюкельберга утверждает, что антивещество и античастицы ведут себя точно так же, как обычные частицы, но путешествуют назад во времени. [20] Эта концепция сегодня используется в современной физике элементарных частиц, в диаграммах Фейнмана . [21]

Обозначения

Один из способов обозначить античастицу — добавить черту над символом частицы. Например, протон и антипротон обозначаются как
п
и
п
, соответственно. То же правило применимо, если рассматривать частицу по ее составляющим компонентам. Протон состоит из ты ты д кварки , поэтому антипротон должен образоваться изты ты д антикварки . Другое соглашение состоит в том, чтобы различать частицы по положительному и отрицательному электрическому заряду . Таким образом, электрон и позитрон обозначаются просто как
е−
и
е+
соответственно. Однако во избежание путаницы эти две конвенции никогда не смешивают.

Характеристики

Нет никакой разницы в гравитационном поведении материи и антиматерии. Другими словами, при падении антиматерия падает вниз, а не вверх. Это было подтверждено тонким, очень холодным газом из тысяч атомов антиводорода , которые были заключены в вертикальную шахту, окруженную сверхпроводящими электромагнитными катушками. Они могут создать магнитную бутылку , предотвращающую контакт антиматерии с материей и ее аннигиляцию. Затем исследователи постепенно ослабили магнитные поля и обнаружили антиатомы с помощью двух датчиков, когда они ускользали и аннигилировали. Большая часть антиатомов вышла из нижнего отверстия и только четверть — из верхнего. [22]

Существуют убедительные теоретические основания полагать, что, помимо того факта, что античастицы имеют разные знаки всех зарядов (например, электрических и барионных зарядов), материя и антиматерия обладают совершенно одинаковыми свойствами. [23] [24] Это означает, что частица и соответствующая ей античастица должны иметь одинаковую массу и время жизни распада (если они нестабильны). Это также означает, что, например, звезда, состоящая из антивещества («антизвезда»), будет сиять так же, как обычная звезда. [25] Эта идея была экспериментально проверена в 2016 году в эксперименте АЛЬФА , в котором измерялся переход между двумя состояниями с самой низкой энергией антиводорода . Результаты, идентичные результатам для водорода, подтвердили справедливость квантовой механики для антивещества. [26] [27]

Происхождение и асимметрия

Большая часть материи, наблюдаемой с Земли, похоже, состоит из материи, а не из антиматерии. Если бы существовали области пространства с преобладанием антиматерии, можно было бы обнаружить гамма-лучи, образующиеся в реакциях аннигиляции вдоль границы между областями материи и антиматерии. [28]

Античастицы создаются повсюду во Вселенной , где происходят столкновения частиц высоких энергий. Космические лучи высокой энергии, поражающие атмосферу Земли (или любую другую материю в Солнечной системе ), производят ничтожное количество античастиц в образующихся струях частиц , которые немедленно аннигилируют при контакте с близлежащей материей. Они также могут производиться в таких регионах, как центр Млечного Пути и других галактик, где происходят очень энергичные небесные события (главным образом, взаимодействие релятивистских струй с межзвездной средой ). Присутствие образовавшейся антиматерии можно обнаружить по двум гамма-лучам, которые возникают каждый раз, когда позитроны аннигилируют с близлежащей материей. Частота и длина волны гамма-лучей указывают на то, что каждое из них несет энергию 511  кэВ (то есть массу покоя электрона, умноженную на c 2 ).

Наблюдения спутника INTEGRAL Европейского космического агентства могут объяснить происхождение гигантского облака антивещества, окружающего Галактический центр. Наблюдения показывают, что облако асимметрично и соответствует структуре рентгеновских двойных систем (двойных звездных систем, содержащих черные дыры или нейтронные звезды), в основном на одной стороне Галактического центра. Хотя механизм не до конца понятен, он, вероятно, включает в себя образование электрон-позитронных пар, поскольку обычное вещество получает кинетическую энергию при падении на остаток звезды . [29] [30]

Антиматерия может существовать в относительно больших количествах в далеких галактиках из-за космической инфляции в первобытные времена Вселенной. Ожидается, что галактики из антивещества, если они существуют, будут иметь тот же химический состав, спектры поглощения и излучения , что и галактики из обычной материи, а их астрономические объекты будут идентичны с точки зрения наблюдений, что затрудняет их различение. [31] НАСА пытается определить, существуют ли такие галактики, ища рентгеновские и гамма-лучи, свидетельствующие о событиях аннигиляции в сталкивающихся сверхскоплениях . [32]

В октябре 2017 года ученые, работающие над экспериментом BASE в ЦЕРН , сообщили об измерении магнитного момента антипротона с точностью 1,5 частей на миллиард. [33] [34] Это согласуется с наиболее точными измерениями магнитного момента протона (также выполненными BASE в 2014 году), что подтверждает гипотезу CPT-симметрии . Это измерение представляет собой первый случай, когда свойство антивещества известно более точно, чем эквивалентное свойство материи.

Квантовая интерферометрия антиматерии была впервые продемонстрирована в 2018 году в Лаборатории позитронов (L-NESS) Рафаэля Феррагута в Комо ( Италия ) группой под руководством Марко Джаммарки. [35]

Натуральное производство

Позитроны естественным образом образуются при β + -распадах встречающихся в природе радиоактивных изотопов (например, калия-40 ) и при взаимодействии гамма-квантов (испускаемых радиоактивными ядрами) с веществом. Антинейтрино — это еще один вид античастиц, созданных в результате естественной радиоактивности (β - распад). Многие различные виды античастиц также производятся космическими лучами (и содержатся в них) . В январе 2011 года исследования Американского астрономического общества обнаружили антивещество (позитроны), возникающее над грозовыми облаками; Позитроны производятся в земных вспышках гамма-излучения, создаваемых электронами, ускоренными сильными электрическими полями в облаках. [36] [37] С помощью модуля ПАМЕЛА также было обнаружено существование антипротонов в поясах Ван Аллена вокруг Земли . [38] [39]

Античастицы также образуются в любой среде с достаточно высокой температурой (средняя энергия частиц превышает порог образования пар ). Предполагается, что в период бариогенеза, когда Вселенная была чрезвычайно горячей и плотной, материя и антиматерия постоянно создавались и уничтожались. Наличие оставшейся материи и отсутствие обнаруживаемой оставшейся антиматерии [40] называется барионной асимметрией . Точный механизм, вызывающий эту асимметрию во время бариогенеза, остается нерешенной проблемой. Одним из необходимых условий этой асимметрии является нарушение CP-симметрии , экспериментально наблюдаемое в слабом взаимодействии .

Недавние наблюдения показывают, что черные дыры и нейтронные звезды производят огромное количество позитронно-электронной плазмы через струи. [41] [42]

Наблюдение в космических лучах

Спутниковые эксперименты обнаружили доказательства присутствия позитронов и нескольких антипротонов в первичных космических лучах, составляющих менее 1% частиц в первичных космических лучах. Эта антиматерия не могла быть полностью создана в результате Большого взрыва, вместо этого считается, что она возникла в результате циклических процессов при высоких энергиях. Например, электрон-позитронные пары могут образовываться в пульсарах , когда цикл вращения намагниченной нейтронной звезды отрывает электрон-позитронные пары от поверхности звезды. Там антиматерия образует ветер, который обрушивается на выбросы прародителей сверхновых. Это выветривание происходит, когда «холодный, намагниченный релятивистский ветер, запускаемый звездой, сталкивается с нерелятивистски расширяющимся выбросом, при ударе образуется система ударных волн: внешняя распространяется в выбросе, а обратная ударная волна распространяется обратно к звезде». ." [43] Первый выброс вещества во внешней ударной волне и второй — производство антивещества в обратной ударной волне — это этапы цикла космической погоды.

Предварительные результаты действующего в настоящее время альфа-магнитного спектрометра ( AMS-02 ) на борту Международной космической станции показывают, что позитроны в космических лучах прибывают без направленности и с энергиями в диапазоне от 10 ГэВ до 250 ГэВ. В сентябре 2014 года новые результаты с почти вдвое большим объемом данных были представлены на докладе в ЦЕРН и опубликованы в журнале Physical Review Letters. [44] [45] Сообщалось о новом измерении доли позитронов до 500 ГэВ, которое показало, что доля позитронов достигает пика максимум примерно в 16% от общего количества электрон-позитронных событий, около энергии 275 ± 32 ГэВ. При более высоких энергиях, до 500 ГэВ, соотношение позитронов и электронов снова начинает падать. Абсолютный поток позитронов также начинает падать до 500 ГэВ, но достигает максимума при энергиях, намного превышающих энергии электронов, которые достигают максимума около 10 ГэВ. [46] Предполагается, что эти результаты интерпретации связаны с рождением позитронов в событиях аннигиляции массивных частиц темной материи . [47]

Антипротоны космических лучей также имеют гораздо более высокую энергию, чем их аналоги из обычной материи (протоны). Они прибывают на Землю с характерным максимумом энергии 2 ГэВ, что указывает на то, что их образование происходит в принципиально ином процессе, чем протоны космических лучей, которые в среднем имеют лишь одну шестую энергии. [48]

В космических лучах продолжаются поиски более крупных ядер антивещества, таких как ядра антигелия (то есть анти-альфа-частицы). Обнаружение природного антигелия может означать существование крупных структур антивещества, таких как антизвезда. Прототип AMS-02 , получивший обозначение AMS-01 , был отправлен в космос на борту космического корабля " Дискавери" на STS-91 в июне 1998 года. Не обнаружив никакого антигелия вообще, AMS -01 установил верхний предел 1,1×10 — 6 для отношения потоков антигелия к гелию . [49] В декабре 2016 года AMS-02 сообщил, что обнаружил несколько сигналов, соответствующих ядрам антигелия, среди нескольких миллиардов ядер гелия. Результат еще предстоит проверить, и в настоящее время команда пытается исключить заражение. [50]

Искусственное производство

Позитроны

В ноябре 2008 г. сообщалось [51], что позитроны были получены Ливерморской национальной лабораторией Лоуренса в большем количестве, чем при любом предыдущем синтетическом процессе. Лазер прогонял электроны через ядра золотой мишени , в результате чего входящие электроны испускали кванты энергии , которые распадались как на материю , так и на антиматерию. Позитроны обнаруживались с большей скоростью и в большей плотности, чем когда-либо ранее обнаруженные в лаборатории. В предыдущих экспериментах было получено меньшее количество позитронов с использованием лазеров и мишеней толщиной с бумагу; новые модели показали, что короткие вспышки сверхмощных лазеров и золото толщиной в миллиметр являются гораздо более эффективным источником. [52]

Антипротоны, антинейтроны и антиядра

Существование антипротона было экспериментально подтверждено в 1955 году физиками Калифорнийского университета в Беркли Эмилио Сегре и Оуэном Чемберленом , за что они были удостоены Нобелевской премии по физике 1959 года . [53] Антипротон состоит из двух верхних антикварков и одного нижнего антикварка ( тытыд). Все измеренные свойства антипротона соответствуют соответствующим свойствам протона, за исключением того, что антипротон имеет противоположный электрический заряд и магнитный момент по сравнению с протоном. Вскоре после этого, в 1956 году, антинейтрон был открыт в результате протон-протонных столкновений в Беватроне ( Национальная лаборатория Лоуренса Беркли ) Брюсом Корком и его коллегами. [54]

Помимо антибарионов созданы антиядра, состоящие из многократно связанных антипротонов и антинейтронов. Обычно они производятся при энергиях, слишком высоких для образования атомов антивещества (со связанными позитронами вместо электронов). В 1965 году группа исследователей под руководством Антонино Зичичи сообщила о производстве ядер антидейтерия на протонном синхротроне в ЦЕРНе . [55] Примерно в то же время о наблюдениях ядер антидейтерия сообщила группа американских физиков на синхротроне переменного градиента в Брукхейвенской национальной лаборатории . [56]

Атомы антиводорода

В 1995 году ЦЕРН объявил, что он успешно создал девять горячих атомов антиводорода, реализовав концепцию SLAC / Fermilab во время эксперимента PS210 . Эксперимент проводился с использованием низкоэнергетического антипротонного кольца (LEAR) под руководством Уолтера Олерта и Марио Макри. [57] Фермилаб вскоре подтвердила выводы ЦЕРН, произведя на своих предприятиях около 100 атомов антиводорода. Атомы антиводорода, созданные в ходе PS210 и последующих экспериментов (как в ЦЕРН, так и в Фермилабе), были чрезвычайно энергичными и не очень подходили для изучения. Чтобы решить это препятствие и лучше понять антиводород, в конце 1990-х годов были созданы два коллаборации, а именно ATHENA и ATRAP .

В 1999 году ЦЕРН активировал Antiproton Decelerator — устройство, способное замедлять антипротоны изот 3,5  ГэВ до5,3 МэВ  – все еще слишком «горячо», чтобы производить эффективный для исследования антиводород, но это огромный шаг вперед. В конце 2002 года проект ATHENA объявил, что создал первый в мире «холодный» антиводород. [58] Вскоре после этого проект ATRAP опубликовал аналогичные результаты. [59] Антипротоны, использованные в этих экспериментах, охлаждались путем их замедления с помощью антипротонного замедлителя, пропускания через тонкий лист фольги и, наконец, захвата в ловушку Пеннинга-Мальмберга . [60] В целом процесс охлаждения работоспособен, но крайне неэффективен; примерно 25 миллионов антипротонов покидают антипротонный замедлитель и примерно 25 000 попадают в ловушку Пеннинга-Мальмберга, что составляет около1/1000или 0,1% от первоначальной суммы.

Антипротоны в первоначальной ловушке все еще горячие. Для дальнейшего охлаждения их смешивают с электронной плазмой. Электроны в этой плазме охлаждаются посредством циклотронного излучения, а затем симпатически охлаждают антипротоны посредством кулоновских столкновений. В конце концов, электроны удаляются под действием кратковременных электрических полей, в результате чего антипротоны остаются с энергией менее100  мэВ . [61] Пока антипротоны охлаждаются в первой ловушке, небольшое облако позитронов захватывается из радиоактивного натрия в позитронном аккумуляторе типа Сурко. [62] Это облако затем вновь захватывается во вторую ловушку вблизи антипротонов. Манипуляции с электродами-ловушками затем направляют антипротоны в позитронную плазму, где некоторые из них соединяются с антипротонами, образуя антиводород. На этот нейтральный антиводород не влияют электрические и магнитные поля, используемые для захвата заряженных позитронов и антипротонов, и в течение нескольких микросекунд антиводород попадает на стенки ловушки, где аннигилирует. Таким способом было создано несколько сотен миллионов атомов антиводорода.

В 2005 году ATHENA распалась, и некоторые из бывших участников (вместе с другими) сформировали Коллаборацию ALPHA , которая также базируется в ЦЕРНе. Конечная цель этой работы — проверить симметрию CPT путем сравнения атомных спектров водорода и антиводорода (см. Спектральный ряд водорода ). [63]

Большинство востребованных высокоточных испытаний свойств антиводорода можно было выполнить только в том случае, если антиводород был захвачен, то есть удерживался на месте в течение относительно длительного времени. Хотя атомы антиводорода электрически нейтральны, спины составляющих их частиц создают магнитный момент . Эти магнитные моменты могут взаимодействовать с неоднородным магнитным полем; некоторые атомы антиводорода могут быть притянуты к магнитному минимуму. Такой минимум может быть создан комбинацией зеркального и мультипольного полей. [64] Антиводород можно захватить в такую ​​ловушку с магнитным минимумом (минимум-B); В ноябре 2010 года коллаборация АЛЬФА объявила, что им удалось поймать таким образом 38 атомов антиводорода примерно за шестую долю секунды. [65] [66] Это был первый случай, когда нейтральная антиматерия была поймана в ловушку.

26 апреля 2011 года АЛЬФА объявила, что им удалось захватить 309 атомов антиводорода, некоторые из которых находились на протяжении 1000 секунд (около 17 минут). Это было дольше, чем нейтральная антиматерия когда-либо ранее задерживалась. [67] АЛЬФА использовала эти захваченные атомы, чтобы начать исследование спектральных свойств антиводорода. [68]

В 2016 году был построен новый антипротонный замедлитель и охладитель ЕЛЕНА (Extra Low Energy Antiproton decelerator). Он забирает антипротоны из антипротонного замедлителя и охлаждает их до 90 кэВ, что достаточно «холодно» для изучения. Эта машина работает, используя высокую энергию и ускоряя частицы внутри камеры. В секунду можно захватывать более ста антипротонов, что является огромным улучшением, но для создания нанограмма антиматерии все равно потребуется несколько тысяч лет .

Самым большим ограничивающим фактором в крупномасштабном производстве антиматерии является доступность антипротонов. В последних данных, опубликованных ЦЕРН, говорится, что при полной эксплуатации их установки способны производить десять миллионов антипротонов в минуту. [69] Если предположить 100%-ное превращение антипротонов в антиводород, то для производства 1 грамма или 1 моля антиводорода потребуется 100 миллиардов лет (приблизительно6,02 × 10 23 атома антиводорода). Однако ЦЕРН производит только 1% антиматерии, которую производит Фермилаб, и ни одна из них не предназначена для производства антиматерии. По словам Джеральда Джексона, используя уже используемые сегодня технологии, мы способны производить и улавливать 20 граммов частиц антивещества в год при ежегодных затратах в 670 миллионов долларов на установку. [ нужна цитата ]

Антигелий

Ядра антигелия-3 (3
Он
) были впервые обнаружены в 1970-х годах в экспериментах по столкновению протонов с ядром в Институте физики высоких энергий группой Ю. Прокошкина (Подмосковное Протвино, СССР) [70] и позднее созданы в экспериментах по столкновению ядра с ядром. [71] Ядро-ядерные столкновения производят антиядра в результате слияния антипротонов и антинейтронов, образующихся в этих реакциях. В 2011 году детектор STAR сообщил о наблюдении искусственно созданных ядер антигелия-4 (анти-альфа-частиц) (4
Он
) от таких столкновений. [72]

По состоянию на 2021 год Альфа -магнитный спектрометр на Международной космической станции зарегистрировал восемь событий, которые, по-видимому, указывают на обнаружение антигелия-3. [73] [74]

Сохранение

Антиматерию нельзя хранить в контейнере из обычной материи, потому что антиматерия реагирует с любой материей, к которой прикасается, уничтожая себя и такое же количество контейнера. Антиматерия в виде заряженных частиц может удерживаться с помощью комбинации электрического и магнитного полей в устройстве, называемом ловушкой Пеннинга . Однако это устройство не может содержать антиматерию, состоящую из незаряженных частиц, для чего используются атомные ловушки . В частности, такая ловушка может использовать дипольный момент ( электрический или магнитный ) захваченных частиц. В высоком вакууме частицы материи или антиматерии могут быть пойманы и охлаждены слегка нерезонансным лазерным излучением с использованием магнитооптической ловушки или магнитной ловушки . Мелкие частицы также можно суспендировать с помощью оптического пинцета , используя высокосфокусированный лазерный луч. [75]

В 2011 году ученым ЦЕРН удалось сохранить антиводород примерно 17 минут. [76] Рекорд по хранению античастиц на данный момент принадлежит эксперименту TRAP в ЦЕРНе: антипротоны хранились в ловушке Пеннинга 405 дней. [77] В 2018 году было сделано предложение разработать достаточно продвинутую технологию сдерживания, чтобы удержать миллиард антипротонов в портативном устройстве, которое можно будет отправить в другую лабораторию для дальнейших экспериментов. [78]

Расходы

Ученые утверждают, что антиматерия — самый дорогой материал в производстве. [79] В 2006 году Джеральд Смит подсчитал, что за 250 миллионов долларов можно произвести 10 миллиграммов позитронов [80] (что эквивалентно 25 миллиардам долларов за грамм); в 1999 году НАСА назвало цифру в 62,5 триллиона долларов за грамм антиводорода. [79] Это связано с тем, что производство затруднено (в реакциях в ускорителях частиц образуется лишь очень мало антипротонов), а также потому, что существует более высокий спрос на другие виды использования ускорителей частиц . По данным ЦЕРН, производство около 1 миллиардной грамма (количество, используемое до сих пор для столкновений частиц и античастиц) стоило несколько сотен миллионов швейцарских франков . [81] Для сравнения, стоимость Манхэттенского проекта по созданию первого атомного оружия оценивалась в 23 миллиарда долларов с учетом инфляции в 2007 году. [82]

Несколько исследований, финансируемых Институтом передовых концепций НАСА, изучают возможность использования магнитных совков для сбора антивещества, которое естественным образом встречается в поясе Ван Аллена на Земле и, в конечном итоге, в поясах газовых гигантов, таких как Юпитер , в идеале на более низкая стоимость за грамм. [83]

Использование

Медицинский

Система ПЭТ/КТ

Реакции между веществом и антивеществом находят практическое применение в медицинской визуализации, например, в позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). При положительном бета-распаде нуклид теряет избыточный положительный заряд, испуская позитрон (в этом же случае протон становится нейтроном, а также испускается нейтрино ). Нуклиды с избыточным положительным зарядом легко получаются в циклотроне и широко используются в медицинских целях. В ходе лабораторных экспериментов также было показано, что антипротоны могут лечить некоторые виды рака с помощью аналогичного метода, который в настоящее время используется для ионной (протонной) терапии. [84]

Топливо

Изолированная и хранящаяся антиматерия может быть использована в качестве топлива для межпланетных или межзвездных путешествий [85] как часть катализируемого антиматерией ядерного импульсного двигателя или другой ракеты на антиматерии . Поскольку плотность энергии антивещества выше, чем у обычного топлива, космический корабль, работающий на антивеществе, будет иметь более высокую удельную тягу, чем обычный космический корабль.

Если бы столкновения вещества и антивещества приводили только к испусканию фотонов , вся масса покоя частиц преобразулась бы в кинетическую энергию . Энергия единицы массы (9 × 10 16  Дж/кг ) примерно на 10 порядков превышает химическую энергию [86] и примерно на 3 порядка превышает потенциальную ядерную энергию , которую можно освободить сегодня с помощью ядерного деления (около200 МэВ на реакцию деления [87] или8 × 10 13  Дж/кг ), и примерно на 2 порядка превышают наилучшие возможные результаты, ожидаемые от термоядерного синтеза (около6,3 × 10 14  Дж/кг для протон-протонной цепочки ). Реакция1  кг антивещества с1 кг вещества произвел бы1,8 × 10 17  Дж (180 петаджоулей ) энергии (по формуле эквивалентности массы и энергии , E = mc 2 ), или грубый эквивалент 43 мегатонн тротила – немного меньше, чем мощность 27 000 кг Царь-бомбы , крупнейшей термоядерное оружие когда-либо взорвалось.

Не вся эта энергия может быть использована какой-либо реальной двигательной технологией из-за природы продуктов аннигиляции. Хотя электрон-позитронные реакции приводят к образованию фотонов гамма-излучения, их трудно направить и использовать для тяги. В реакциях между протонами и антипротонами их энергия преобразуется в основном в релятивистские нейтральные и заряженные пионы . Нейтральные пионы распадаются почти сразу (со временем жизни 85 аттосекунд ) на фотоны высокой энергии, но заряженные пионы распадаются медленнее (со временем жизни 26 наносекунд) и могут отклоняться магнитным путем для создания тяги .

Заряженные пионы в конечном итоге распадаются на комбинацию нейтрино (несущих около 22% энергии заряженных пионов) и нестабильных заряженных мюонов (несущих около 78% энергии заряженных пионов), при этом мюоны затем распадаются на комбинацию электронов и позитронов. и нейтрино (ср. распад мюона ; нейтрино в результате этого распада несут около 2/3 энергии мюонов, а это означает, что из исходных заряженных пионов общая доля их энергии, преобразованной в нейтрино тем или иным путем, будет примерно 0,22 + (2/3)⋅0,78 = 0,74 ). [88]

Оружие

Антивещество рассматривалось как спусковой механизм ядерного оружия. [89] Основным препятствием является сложность производства антивещества в достаточно больших количествах, и нет никаких доказательств того, что это когда-либо будет осуществимо. [90] Тем не менее, ВВС США финансировали исследования физики антивещества во время Холодной войны и начали рассматривать возможность его использования в оружии не только в качестве спускового крючка, но и в качестве взрывчатого вещества. [91]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Десять вещей, которые вы могли не знать об антиматерии» . журнал «Симметрия» . Архивировано из оригинала 8 ноября 2018 года . Проверено 8 ноября 2018 г.
  2. ^ «Капля антиматерии окружает Землю». 11 августа 2011 г. Архивировано из оригинала 26 сентября 2011 г.
  3. ^ Агакишиев, Х.; и другие. (Сотрудничество STAR) (2011). «Наблюдение ядра антивещества гелия-4». Природа . 473 (7347): 353–356. arXiv : 1103.3312 . Бибкод : 2011Natur.473..353S. дои : 10.1038/nature10079. PMID  21516103. S2CID  118484566.
  4. ^ Канетти, Л.; и другие. (2012). «Материя и антиматерия во Вселенной». Нью Дж. Физ . 14 (9): 095012. arXiv : 1204.4186 . Бибкод : 2012NJPh...14i5012C. дои : 10.1088/1367-2630/14/9/095012. S2CID  119233888.
  5. ↑ Тененбаум, Дэвид (28 декабря 2012 г.). «На шаг ближе: ученые Университета Вашингтона в Мэдисоне помогают объяснить нехватку антиматерии». Новости Университета Висконсин-Мэдисон . Архивировано из оригинала 28 декабря 2012 года.
  6. ^ Цан, Унг Чан (2013). «Масса, материя, материализация, маттерогенез и сохранение заряда». Международный журнал современной физики Э. 22 (5): 1350027. Бибкод : 2013IJMPE..2250027T. дои : 10.1142/S0218301313500274. Сохранение материи означает сохранение барионного числа A и лептонного числа L , причем A и L являются алгебраическими числами. Положительные A и L связаны с частицами материи, отрицательные A и L связаны с частицами антивещества. Все известные взаимодействия сохраняют материю.
  7. ^ Цан, Калифорнийский университет (2012). «Отрицательные числа и частицы антивещества». Международный журнал современной физики Э. 21 (1): 1250005-1–1250005-23. Бибкод : 2012IJMPE..2150005T. дои : 10.1142/S021830131250005X. Частицы антиматерии характеризуются отрицательным барионным числом A и /или отрицательным лептонным числом L. Материализация и аннигиляция подчиняются сохранению A и L (связанному со всеми известными взаимодействиями).
  8. ^ Дирак, Поль AM (1965). Нобелевские лекции по физике (PDF) . Том. 12. Амстердам-Лондон-Нью-Йорк: Эльзевир. стр. 320–325. Архивировано (PDF) из оригинала 10 октября 2019 г. Проверено 10 октября 2019 г.
  9. ^ «Антиматерия». Энциклопедия научной фантастики . Архивировано из оригинала 28 июля 2019 года . Проверено 10 октября 2019 г.
  10. ^ Маккаффери, Ларри (июль 1991 г.). «Интервью с Джеком Уильямсоном». Научно-фантастические исследования . 18 (54). Архивировано из оригинала 12 сентября 2006 года.
  11. ^ Пирсон, К. (1891). «Эфирные брызги». Американский журнал математики . 13 (4): 309–72. дои : 10.2307/2369570. JSTOR  2369570.
  12. ^ Краг, Х. (2002). Квантовые поколения: история физики двадцатого века . Издательство Принстонского университета . стр. 5–6. ISBN 978-0-691-09552-3.
  13. ^ Шустер, А. (1898). «Потенциальная материя – праздничная мечта». Природа . 58 (1503): 367. Бибкод : 1898Natur..58..367S. дои : 10.1038/058367a0 . S2CID  4046342. Архивировано из оригинала 10 октября 2021 года . Проверено 31 августа 2020 г.
  14. ^ Харрисон, ER (16 марта 2000 г.). Космология: Наука о Вселенной (2-е изд.). Издательство Кембриджского университета . стр. 266, 433. ISBN. 978-0-521-66148-5. Архивировано из оригинала 10 октября 2021 года . Проверено 31 августа 2020 г.
  15. ^ Дирак, ПАМ (1928). «Квантовая теория электрона». Труды Королевского общества А. 117 (778): 610–624. Бибкод : 1928RSPSA.117..610D. дои : 10.1098/rspa.1928.0023 . JSTOR  94981.
  16. ^ Дирак, Поль (1931). «Квантовые особенности в электромагнитном поле». Труды Лондонского королевского общества. Серия А, содержащая статьи математического и физического характера . 133 (821): 60–72. Бибкод : 1931RSPSA.133...60D. дои : 10.1098/rspa.1931.0130. ISSN  0950-1207.
  17. ^ «Открытие позитрона». timeline.web.cern.ch . Проверено 23 октября 2023 г.
  18. ^ Каку, М.; Томпсон, Дж.Т. (1997). За пределами Эйнштейна: космические поиски теории Вселенной . Издательство Оксфордского университета . стр. 179–180. ISBN 978-0-19-286196-2.
  19. ^ Стюарт, П.Дж. (2010). «Шарль Жане: Непризнанный гений периодической системы». Основы химии . 12 (1): 5–15. дои : 10.1007/s10698-008-9062-5. S2CID  171000209.
  20. ^ Канетти, Л.; Древес, М.; Шапошников, М. (2012). «Материя и антиматерия во Вселенной». Новый журнал физики . 14 (9): 095012. arXiv : 1204.4186 . Бибкод : 2012NJPh...14i5012C. дои : 10.1088/1367-2630/14/9/095012. S2CID  119233888.
  21. ^ Гриффитс, ди-джей (2008). Введение в элементарные частицы (2-е изд.). Джон Уайли и сыновья . п. 61. ИСБН 978-3-527-40601-2.
  22. ↑ Кастельвекки, Д. (5 октября 2023 г.). «Антиматерия падает вниз, а не вверх». Природа . дои : 10.1038/d41586-023-03043-0. S2CID  263121330.
  23. ^ Долгов, А.Д. (2002). «Космологическая асимметрия материи-антиматерии и антиматерия во Вселенной». arXiv : hep-ph/0211260 .
  24. ^ Это следствие теоремы CPT.
  25. ^ Как сказал Дирак в 1933 г., вполне возможно, что для некоторых звезд все наоборот: эти звезды состоят в основном из позитронов и отрицательных протонов. На самом деле звезд каждого вида может быть по половине. Оба типа звезд имели бы совершенно одинаковые спектры, и не было бы никакой возможности различить их современными астрономическими методами. Дирак 1965, с. 325
  26. ↑ Кастельвекки, Д. (19 декабря 2016 г.). «Эфемерные атомы антиматерии, зафиксированные в ходе эпохального лазерного испытания». Природа . дои : 10.1038/nature.2016.21193. S2CID  125464517.
  27. ^ Ахмади, М; и другие. (19 декабря 2016 г.). «Наблюдение перехода 1S–2S в захваченном антиводороде». Природа . 541 (7638): 506–510. Бибкод : 2017Natur.541..506A. дои : 10.1038/nature21040 . hdl : 1828/11655 . ПМИД  28005057.
  28. ^ Сатер, Э. (1999). «Тайна асимметрии материи» (PDF) . Линия луча . 26 (1): 31. Архивировано (PDF) из оригинала 12 октября 2008 г. . Проверено 22 июня 2008 г.
  29. ^ «Интеграл обнаруживает, что облако антивещества в галактике однобокое» . Европейское космическое агентство . 9 января 2008 г. Архивировано из оригинала 18 июня 2008 г. Проверено 24 мая 2008 г.
  30. ^ Вайденпойнтнер, Г.; и другие. (2008). «Асимметричное распределение позитронов в галактическом диске, обнаруженное с помощью γ-лучей». Природа . 451 (7175): 159–162. Бибкод : 2008Natur.451..159W. дои : 10.1038/nature06490. PMID  18185581. S2CID  4333175.
  31. ^ Клоуз, FE (2009). Антивещество . Издательство Оксфордского университета. п. 114. ИСБН 978-0-19-955016-6.
  32. ^ «В поисках первичной антиматерии». НАСА . 30 октября 2008 г. Архивировано из оригинала 16 марта 2010 г. Проверено 18 июня 2010 г.
  33. ^ Адамсон, А. (19 октября 2017 г.). «Вселенная на самом деле не должна существовать: Большой взрыв произвел равное количество материи и антиматерии». TechTimes.com . Архивировано из оригинала 26 октября 2017 года . Проверено 26 октября 2017 г.
  34. ^ Сморра, К.; и другие. (20 октября 2017 г.). «Измерение магнитного момента антипротона в частях на миллиард». Природа . 550 (7676): 371–374. Бибкод : 2017Natur.550..371S. дои : 10.1038/nature24048 . ПМИД  29052625.
  35. ^ Сала, С.; Арига, А.; Эредитато, А.; Феррагут, Р.; Джаммарки, М.; Леоне, М.; Пистилло, К.; Скамполи, П. (2019). «Первая демонстрация волновой интерферометрии антивещества». Достижения науки . 5 (5): eaav7610. Бибкод : 2019SciA....5.7610S. doi : 10.1126/sciadv.aav7610. ПМК 6499593 . ПМИД  31058223. 
  36. ^ «Антиматерия, пойманная потоком гроз на Земле» . Би-би-си. 11 января 2011 года. Архивировано из оригинала 12 января 2011 года . Проверено 11 января 2011 г.
  37. ^ Кастельвекки, Давиде (2015). «Богатая антиматерия обнаружена в грозовых облаках». Научный американец . 521 (7551): 135. Бибкод : 2015Natur.521..135C. дои : 10.1038/521135а . PMID  25971485. Архивировано из оригинала 14 мая 2015 года . Проверено 14 мая 2015 г.
  38. ^ Адриани, О.; и другие. (2011). «Открытие антипротонов космических лучей, захваченных в геомагнитных ловушках». Астрофизический журнал . 737 (2): Л29. arXiv : 1107.4882 . Бибкод : 2011ApJ...737L..29A. дои : 10.1088/2041-8205/737/2/L29.
  39. ↑ Тан, Кер (10 августа 2011 г.). «Антиватерия обнаружена на орбите Земли - впервые». Национальное географическое общество . Архивировано из оригинала 10 октября 2011 года . Проверено 12 августа 2011 г.
  40. ^ «Что случилось с антиматерией?». НАСА . 29 мая 2000 г. Архивировано из оригинала 4 июня 2008 г. Проверено 24 мая 2008 г.
  41. ^ Уордл, JFC; Хоман, округ Колумбия; Оджа, Р.; Робертс, Д.Х. (1998). «Электрон-позитронные струи, связанные с квазаром 3C 279» (PDF) . Природа . 395 (6701): 457. Бибкод : 1998Natur.395..457W. дои : 10.1038/26675. hdl : 11603/17540 . S2CID  4413709. Архивировано (PDF) из оригинала 4 апреля 2016 г.
  42. ^ «НАСА - огромное облако антиматерии, связанное с двойными звездами» . Архивировано из оригинала 7 марта 2016 года.
  43. ^ Серпико, PD (декабрь 2012 г.). «Астрофизические модели происхождения позитронного «избытка»". Astroarticle Physics . 39–40: 2–11. arXiv : 1108.4827 . Bibcode : 2012APh....39....2S. doi : 10.1016/j.astropartphys.2011.08.007. S2CID  59323641.
  44. ^ Аккардо, Л.; и другие. (Сотрудничество AMS) (18 сентября 2014 г.). «Высокостатистическое измерение доли позитронов в первичных космических лучах 0,5–500 ГэВ с помощью альфа-магнитного спектрометра на Международной космической станции» (PDF) . Письма о физических отзывах . 113 (12): 121101. Бибкод : 2014PhRvL.113l1101A. doi : 10.1103/PhysRevLett.113.121101 . PMID  25279616. Архивировано (PDF) из оригинала 17 октября 2014 г.
  45. ^ Ширбер, М. (2014). «Сводка: Еще больше намеков на темную материю из космических лучей?». Письма о физических отзывах . 113 (12): 121102. arXiv : 1701.07305 . Бибкод : 2014PhRvL.113l1102A. doi : 10.1103/PhysRevLett.113.121102. hdl : 1721.1/90426. PMID  25279617. S2CID  2585508. Архивировано из оригинала 29 ноября 2019 года . Проверено 22 августа 2018 г.
  46. ^ «Новые результаты Альфа-магнитного спектрометра на Международной космической станции» (PDF) . AMS-02 в НАСА . Архивировано (PDF) из оригинала 23 сентября 2014 года . Проверено 21 сентября 2014 г.
  47. ^ Агилар, М.; и другие. (2013). «Первые результаты работы альфа-магнитного спектрометра на Международной космической станции: прецизионное измерение доли позитронов в первичных космических лучах 0,5–350 ГэВ». Письма о физических отзывах . 110 (14): 141102. Бибкод : 2013PhRvL.110n1102A. doi : 10.1103/PhysRevLett.110.141102 . hdl : 1721.1/81241 . PMID  25166975. Архивировано из оригинала 19 апреля 2017 года.
  48. ^ Москаленко, ИВ; Стронг, AW; Ормс, Дж. Ф.; Потгитер, М.С. (январь 2002 г.). «Вторичные антипротоны и распространение космических лучей в Галактике и гелиосфере». Астрофизический журнал . 565 (1): 280–296. arXiv : astro-ph/0106567 . Бибкод : 2002ApJ...565..280M. дои : 10.1086/324402. S2CID  5863020.
  49. ^ Агилар, М.; и другие. (Сотрудничество AMS) (август 2002 г.). «Альфа-магнитный спектрометр (AMS) на Международной космической станции: Часть I - результаты испытательного полета на космическом корабле». Отчеты по физике . 366 (6): 331–405. Бибкод : 2002PhR...366..331A. дои : 10.1016/S0370-1573(02)00013-3. hdl : 2078.1/72661. S2CID  122726107.
  50. ^ Джошуа Сокол (апрель 2017 г.). «Гигантский космический магнит, возможно, захватил антигелий, что поднимает идею о наличии в космосе скоплений антивещества». Наука . doi : 10.1126/science.aal1067. Архивировано из оригинала 1 ноября 2019 года . Проверено 1 ноября 2019 г.
  51. ^ «Миллиарды частиц антиматерии, созданные в лаборатории» (Пресс-релиз). Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса . 3 ноября 2008 г. Архивировано из оригинала 6 декабря 2015 г. . Проверено 19 ноября 2008 г.
  52. ^ «Лазер создает миллиарды частиц антивещества» . Журнал «Космос» . 19 ноября 2008 года. Архивировано из оригинала 22 мая 2009 года . Проверено 1 июля 2009 г.
  53. ^ «Все Нобелевские премии по физике». Архивировано из оригинала 23 июля 2010 года.
  54. ^ «Прорыв: век физики в Беркли, 1868–1968». Регенты Калифорнийского университета . 2006. Архивировано из оригинала 9 июля 2010 года . Проверено 18 ноября 2010 г.
  55. ^ Массам, Т.; Мюллер, Т.; Ригини, Б.; Шнееганс, М.; Зичичи, А. (1965). «Экспериментальное наблюдение образования антидейтрона». Иль Нуово Чименто . 39 (1): 10–14. Бибкод : 1965NCimS..39...10M. дои : 10.1007/BF02814251. S2CID  122952224.
  56. ^ Дорфан, DE; Идс, Дж.; Ледерман, LM; Ли, В.; Тинг, CC (июнь 1965 г.). «Наблюдение антидейтронов». Письма о физических отзывах . 14 (24): 1003–1006. Бибкод : 1965PhRvL..14.1003D. doi :10.1103/PhysRevLett.14.1003.
  57. ^ Габриэльс, Джеральд; и другие. (Сотрудничество ATRAP) (1996). «Производство и исследование холодного антиводорода» (PDF) . ЦЕРН. стр. 1–21. № SPSLC-I-211. Архивировано (PDF) из оригинала 25 марта 2020 г. Проверено 22 августа 2018 г.
  58. ^ Аморетти, М.; и другие. (2002). «Производство и обнаружение холодных атомов антиводорода». Природа . 419 (6906): 456–459. Бибкод : 2002Natur.419..456A. дои : 10.1038/nature01096 . PMID  12368849. S2CID  4315273. Архивировано из оригинала 23 марта 2020 года . Проверено 30 августа 2017 г.
  59. ^ Габриэльс, Г.; и другие. (2002). «Безфоновое наблюдение холодного антиводорода с полевым ионизационным анализом его состояний». Письма о физических отзывах . 89 (21): 213401. Бибкод : 2002PhRvL..89u3401G. doi : 10.1103/PhysRevLett.89.213401. PMID  12443407. Архивировано из оригинала 23 марта 2020 года . Проверено 30 августа 2017 г.
  60. ^ Мальмберг, Дж. Х.; деГрасси, Дж.С. (1975). «Свойства ненейтральной плазмы». Письма о физических отзывах . 35 (9): 577–580. Бибкод : 1975PhRvL..35..577M. doi : 10.1103/PhysRevLett.35.577.
  61. ^ Габриэльс, Г.; и другие. (1989). «Охлаждение и замедление захваченных антипротонов ниже 100 мэВ». Письма о физических отзывах . 63 (13): 1360–1363. Бибкод : 1989PhRvL..63.1360G. doi : 10.1103/PhysRevLett.63.1360. ПМИД  10040547.
  62. ^ Сурко, CM; Гривз, Р.Г. (2004). «Новая наука и технология плазмы антивещества и пучков на основе ловушек». Физика плазмы . 11 (5): 2333. Бибкод : 2004PhPl...11.2333S. дои : 10.1063/1.1651487.
  63. ^ Мэдсен, Н. (2010). «Холодный антиводород: новый рубеж фундаментальной физики». Философские труды Королевского общества А. 368 (1924): 3671–82. Бибкод : 2010RSPTA.368.3671M. дои : 10.1098/rsta.2010.0026 . ПМИД  20603376.
  64. ^ Причард, Делавэр; Хайнц, Т.; Шен, Ю. (1983). «Охлаждение нейтральных атомов в магнитной ловушке для прецизионной спектроскопии». Письма о физических отзывах . 51 (21): 1983–1986. Бибкод : 1983PhRvL..51.1983T. doi :10.1103/PhysRevLett.51.1983.
  65. ^ Андресен; и другие. (2010). «Захваченный антиводород». Природа . 468 (7324): 673–676. Бибкод : 2010Natur.468..673A. дои : 10.1038/nature09610. PMID  21085118. S2CID  2209534.
  66. ^ «Атомы антивещества, произведенные и пойманные в ЦЕРНе» . ЦЕРН . 17 ноября 2010 года. Архивировано из оригинала 23 января 2011 года . Проверено 20 января 2011 г.
  67. ^ Сотрудничество АЛЬФА (2011). «Удержание антиводорода в течение 1000 секунд». Физика природы . 7 (7): 558–564. arXiv : 1104.4982 . Бибкод : 2011NatPh...7..558A. дои : 10.1038/nphys2025. S2CID  17151882. Архивировано из оригинала 23 марта 2020 года . Проверено 22 августа 2018 г.
  68. ^ Амол, К.; и другие. (2012). «Резонансные квантовые переходы в захваченных атомах антиводорода» (PDF) . Природа . 483 (7390): 439–443. Бибкод : 2012Natur.483..439A. дои : 10.1038/nature10942. hdl : 11568/757495. PMID  22398451. S2CID  2321196. Архивировано (PDF) из оригинала 23 марта 2020 г. . Проверено 25 октября 2017 г.
  69. ^ Мэдсен, Н. (2010). «Холодный антиводород: новый рубеж фундаментальной физики». Философские труды Королевского общества А. 368 (1924): 3671–82. Бибкод : 2010RSPTA.368.3671M. дои : 10.1098/rsta.2010.0026 . PMID  20603376. Архивировано из оригинала 29 марта 2020 года . Проверено 9 сентября 2019 г.
  70. ^ Антипов, Ю.М.; и другие. (1974). «Наблюдение антигелия3». Ядерная Физика . 12 : 311.
  71. ^ Арсенеску, Р.; и другие. (2003). «Производство антигелия-3 в столкновениях свинца со свинцом при энергии 158 А ГэВ / с». Новый журнал физики . 5 (1): 1. Бибкод : 2003NJPh....5....1A. дои : 10.1088/1367-2630/5/1/301 .
  72. ^ Агакишиев, Х.; и другие. (2011). «Наблюдение ядра антивещества гелия-4». Природа . 473 (7347): 353–356. arXiv : 1103.3312 . Бибкод : 2011Natur.473..353S. дои : 10.1038/nature10079. PMID  21516103. S2CID  118484566.
  73. ↑ Лия Крейн (1 мая 2021 г.). «Звезды антивещества могут скрываться в окрестностях Солнечной системы». Новый учёный . Архивировано из оригинала 1 мая 2021 года . Проверено 1 мая 2021 г.
  74. ↑ Джошуа Сокол (19 апреля 2017 г.). «Гигантский космический магнит, возможно, захватил антигелий, что поднимает идею о наличии в космосе скоплений антивещества». Наука . doi : 10.1126/science.aal1067. Архивировано из оригинала 1 мая 2021 года . Проверено 1 мая 2021 г.
  75. ^ Блаум, К.; Райзен, MG; Квинт, В. (2014). «Экспериментальная проверка принципа слабой эквивалентности антиводорода на будущей установке FLAIR». Международный журнал современной физики: серия конференций . 30 : 1460264. Бибкод : 2014IJMPS..3060264B. дои : 10.1142/S2010194514602646. hdl : 11858/00-001M-0000-001A-152D-1 .
  76. ^ «Антиматерия факта». Экономист . 9 июня 2011 г. Архивировано из оригинала 17 февраля 2014 г.
  77. ^ Селлнер, С.; Бесирли, М.; Бохман, М.; Борхерт, MJ; Харрингтон, Дж.; Хигучи, Т.; Мозер, А.; Нагахама, Х.; Шнайдер, Г.; Сморра, К.; Танака, Т.; Блаум, К.; Мацуда, Ю.; Оспелкаус, К.; Квинт, В.; Уолц, Дж.; Ямадзаки, Ю.; Улмер, С. (2017). «Улучшенный предел времени жизни антипротонов, измеренного напрямую». Новый журнал физики . 19 (8): 083023. Бибкод : 2017NJPh...19h3023S. дои : 10.1088/1367-2630/aa7e73 .
  78. ^ Гибни, Э. (2018). «Физики планируют первый выход антивещества – в фургоне». Природа . 554 (7693): 412–413. Бибкод : 2018Natur.554..412G. дои : 10.1038/d41586-018-02221-9 . PMID  29469122. S2CID  4448531.
  79. ^ ab «Достижение звезд: ученые исследуют использование антиматерии и термоядерного синтеза для приведения в движение космических кораблей будущего». НАСА . 12 апреля 1999 года. Архивировано из оригинала 12 июня 2010 года . Проверено 11 июня 2010 г. Антиматерия — самое дорогое вещество на Земле
  80. ↑ Штайгервальд, Б. (14 марта 2006 г.). «Новый и улучшенный космический корабль с антиматерией для миссий на Марс». НАСА . Архивировано из оригинала 6 августа 2011 года . Проверено 11 июня 2010 г.«Приблизительная оценка производства 10 миллиграммов позитронов, необходимых для миссии человека на Марс, составляет около 250 миллионов долларов с использованием технологии, которая в настоящее время находится в стадии разработки», — сказал Смит.
  81. ^ «Вопросы и ответы по антивеществу» . ЦЕРН . 2001. Архивировано из оригинала 21 апреля 2008 года . Проверено 24 мая 2008 г.
  82. ^ «Манхэттенский проект: Подготовительная комиссия ОДВЗЯИ». Архивировано из оригинала 22 декабря 2014 года.
  83. ^ Бикфорд, Дж. (август 2007 г.). «Извлечение античастиц, сконцентрированных в планетарных магнитных полях» (PDF) . НАСА и Лаборатория Дрейпера. Архивировано (PDF) из оригинала 23 июля 2008 г.
  84. ^ Льюис, РА; Смит, Джорджия; Хау, SD (1997). «Переносные антипротонные ловушки и медицинское применение» (PDF) . Сверхтонкие взаимодействия . 109 (1–4): 155. Бибкод : 1997HyInt.109..155L. дои : 10.1023/А: 1012653416870. S2CID  120402661. Архивировано из оригинала (PDF) 22 августа 2011 года.
  85. ^ Шмидт, GR (1999). «Производство антивещества для краткосрочных двигателей». 35-я совместная конференция и выставка по двигательной технике . Американский институт аэронавтики и астронавтики. дои : 10.2514/6.1999-2691.
  86. ^ (по сравнению с образованием воды принапример, 1,56 × 10 7  Дж/кг )
  87. ^ Сауэрби, М.Г. «§4.7 Ядерное деление и синтез, а также нейтронные взаимодействия». Кэй и Лаби: Таблица физических и химических констант . Национальная физическая лаборатория . Архивировано из оригинала 5 марта 2010 года . Проверено 18 июня 2010 г.
  88. ^ Боровски, СК (1987). «Сравнение термоядерных и антипротонных двигательных установок» (PDF) . Технический меморандум НАСА 107030 . НАСА . стр. 5–6 (стр. 6–7 в формате pdf). АИАА–87–1814. Архивировано из оригинала (PDF) 28 мая 2008 года . Проверено 24 мая 2008 г.
  89. ^ «Оружие из антивещества». Архивировано из оригинала 24 апреля 2013 года.
  90. ^ Гспонер, Андре; Хурни, Жан-Пьер (1987). «Физика термоядерного синтеза и термоядерных взрывов, вызванных антивеществом». В Веларде, Г.; Мингес, Э. (ред.). Материалы Международной конференции по новым ядерно-энергетическим системам, Мадрид, июнь/июль 1986 г. Том. 4. Всемирная научная . стр. 66–169. arXiv : физика/0507114 . Бибкод : 2005физика...7114G.
  91. ^ «ВВС разрабатывают оружие из антиматерии / Программа была публично разрекламирована, затем последовал официальный приказ о затыкании рта» . 4 октября 2004 г. Архивировано из оригинала 9 июня 2012 г.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки

В Wikiquote есть цитаты, связанные с антиматерией .
Викискладе есть медиафайлы по теме антиматерии .