Антивещество и двигатели будущего Учащаяся 11 класса Шляхтунова Анастасия ГУО «Ушачская средняя школа» Руководитель: Герцик Виктор Николаевич

Если в первый момент идея не кажется абсурдной, она безнадежна. Альберт Эйнштейн Научимся ли мы когда-нибудь проходить сквозь стены? Строить звездные корабли, способные летать быстрее света? Читать мысли? Становиться невидимыми? Двигать предметы силой мысли? Мгновенно преодолевать космическое пространство? Каждый человек хоть раз в жизни думал хотя бы над одним из этих вопросов. Только через некоторый промежуток времени человечество сможет ответить на эти вопросы полностью, а может ответы не будут найдены. Сейчас я лишь могу попытаться ответить на тот вопрос, который вызвал у меня больший интерес.

В сериале «Звездный путь» источником энергии звездолета «Энтерпрайз» является антивещество. В его двигателях постоянно происходит управляемая встреча вещества с антивеществом. Реакция происходит спонтанно, в результате простого соприкосновения антиматерии и обычной материи, поэтому не нужны никакие сложные громоздкие системы для ее инициирования.

Открытие антиатома Первым был открыт положительно заряженный антиэлектрон. Позитрон во всем идентичен электрону, но заряд при этом имеет положительный. Трек, или след, позитрона очень легко увидеть в камере Вильсона. Для каждой частицы существует парная к ней античастица – точно такая же частица, но с противоположным зарядом. В 1955 г. на ускорителе частиц Университета Калифорнии в Беркли – «Беватроне» – был получен первый антипротон. Как и ожидалось, он оказался полностью идентичен протону, за исключением того, что заряжен отрицательно.

Получение антиатома Пучок высокоэнергетических протонов при помощи мощного ускорителя направляют на мишень, создавая беспорядочный поток осколков атомов. Мощные магниты выделяют из этого потока антипротоны, затем замедляют до очень низких скоростей и затем подвергают действию позитронов, которые излучает Na-22. Если позитрон, начинает обращаться вокруг антипротона, возникает атом антиводорода

Реактивный двигатель на антивеществе Протон-антипротон Когда антипротон аннигилирует, выделяется энергия в 1,88 гигаэлектронвольт. Эта энергия преобразуется в кинетическую энергию заряженных и нейтральных пионов. Затем пионы распадаются с выделением гамма-фотонов, которые создают реактивную тягу. Промежуточные частицы можно направить в нужную сторону с помощью магнитного поля.

Электрон-позитрон При низких энергиях сталкивающихся электрона и позитрона, а также при аннигиляции их связанного состояния позитрония эта реакция аннигиляции даёт в конечном состоянии два или три фотона, в зависимости от ориентации спинов электрона и позитрона. При энергиях порядка нескольких МэВ становится возможной и многофотонная аннигиляция электрон-позитронной пары. При энергиях порядка сотен МэВ в процессе аннигиляции электрон- позитронной пары рождаются в основном адроны.

Топливо Заправляться корабли на антивеществе могут благодаря использованию квантового эффекта, известного как швингеровское образование электрон- позитронных пар. В вакууме всегда появляются виртуальные частицы, в том числе заряженные, а также пары материя/антиматерия. Лауреат Нобелевской премии физик Юлиан Швингер доказал, что достаточно сильное электрическое поле может создавать электрон-позитронные пары прямо из вакуума самого пространства. Таким образом, космический корабль теоретически может получать топливо прямо из окружающей среды - космоса.

Можно использовать для этого мощный лазерный луч, "ломающий" вакуум и вызывающий его поляризацию, т.е. образование пары электрон/позитрон. Для этого требуется создать мощнейшее электрическое поле, за короткое время существования позитрона "выхватить" его и направить в хранилище или непосредственно в ракетный двигатель. Разумеется, для создания мощнейшего электрического поля требуется энергия. Излучать энергию планируется с помощью сверхкороткого лазерного импульса.

1.«Физика невозможного» Митио Каку Литература 2. Википедия

Надеюсь – эта презентация вызвала интерес у того, кто ее прочитал и оказалась она полезной. Ведь у многих успешных ученых первым шагом к науке стало увлечение научной фантастикой и поиск ответа на предложенные в начале презентации вопросы. Спасибо за внимание.