Antimateria
Wikipedia
Antimateria eli antiaine on ainetta, joka koostuu antihiukkasista. Antihiukkasella on tavalliseen hiukkaseen nähden vastakkainen sähkövaraus. Esimerkiksi normaali vetyatomi koostuu protonista ja sitä ympäröivästä elektronista, kun taas antivety koostuu negatiivisesti varautuneesta antiprotonista ja positiivisesti varautuneesta positronista.
Joutuessaan kosketuksiin normaalin hiukkasen kanssa antihiukkanen ja hiukkanen tuhoutuvat annihilaationa tunnetussa reaktiossa ja molempien energiat vapautuvat sähkömagneettisena säteilynä. Vapautuva energia voidaan laskea kaavalla E=mc².
Koska valonnopeus c on hyvin suuri luku (299 792 458 m/s), vapauttaa pienikin määrä antimateriaa suunnattoman paljon energiaa, jos se hävitettäisiin materialla. Kun gramma antimateriaalia ja gramma normaalia materiaalia annihiloituvat syntyy 1,8×1014 joulea (180 TJ) energiaa.
Hiroshimaan pudotetussa atomipommissa vapautui 84 TJ (terajoulea) energiaa, eli, kun 1 gramma antimateriaalia ja 1 gramma normaalia materiaalia kohtaavat syntyy tehokkaampi räjähdys kuin Hiroshiman atomipommissa syntyi. Tästä syystä antiaineen varastointi on ongelmallista, koska sitä pitäisi säilyttää tilassa, jossa ei olisi lainkaan ainetta.
Historiallisesti antimaterian olemassaolon ennusti Paul Dirac relativistisen kvanttimekaniikan yhteydessä vuonna 1928. Ensimmäinen havaittu antihiukkanen oli elektronin antihiukkanen, positroni. Sen löysi Carl David Anderson vuonna 1932.
Antiprotoni havaittiin ensimmäisen kerran vuonna 1955 ja antimateriaa onnistuttiin valmistamaan vuonna 1995 antivetynä ja antideuteriumina. Antimateriaa on tuotettu hiukkaskiihdyttimissä tutkimuskäyttöön 1–10 nanogrammaa (gramman miljardisosaa) vuodessa. Nykytekniikalla sen hinnaksi tulee 25 miljardia dollaria grammalle - tosin jo muutaman gramman sisältämä energia riittäisi kuulentoon.