Antihmota

Antihmota je hmota složená z antičástic, což jsou částice se stejnými parametry, ale převráceným nábojem. Jsou to pozitrony, antineutrony a antiprotony (opak od elektronu, neutronu a protonu). Při přiblížení nebo dotyku s normální hmotou dochází k anihilaci. Je to největší známý, a podle Einsteinových teorií také možný, zdroj energie.
Všechna naše dosavadní pozorování dokazují, že v okolním vesmíru je více hmoty než antihmoty. Sluneční záření obsahuje částice a nikoliv antičástice. Naše Galaxie je složena z hmoty, protože kosmické záření z hvězd Galaxie obsahuje protony a antiprotony v poměru asi 104:1 a nepozorujeme anihilaci hvězd. Pokud by někde ve vesmíru byla antihmota v galaxiích, museli bychom pozorovat záření gama z anihilace antihmoty s hmotou. Zůstává však problém "anihilační katastrofy", která zřejmě způsobila asymetrii mezi množstvím hmoty a antihmoty ve vesmíru. Při velmi vysoké teplotě v první mikrosekundě existovalo obrovské množství párů kvarků a antikvarků. Kolb a Turner odhadují, že připadalo vždy 30 miliónů antikvarků na 30 miliónů a jeden kvark. Jde tedy o slabou asymetrii. Během času hmota a antihmota vzájemně anihilovaly a zůstal malý přebytek hmoty nad antihmotou.
Nyní je výskyt antihmoty velmi řídký. Je to za prvé v kosmickém záření (0,01 pozitronů a antiprotonů) a za druhé při vysokoenergetických reakcích (výbuchy supernov). V malém množství se antihmota již vyrábí na urychlovačích částic. Umí to například FermiLab nedaleko Chicaga nebo společné pracoviště evropských zemí CERN ve Švýcarsku. V urychlovači se protonům udělí rychlost blízká rychlosti světla a vystřelí se do wolframové destičky. při takové srážce vznikne řada subatomových částic a mezi nimi také antiprotony a poziprotony. Ty se musí okamžitě elektromagneticky oddělit a uskladnit ve zvláštních zařízeních, kterým se říká magnetická past. V ní je magnetické pole chrání od setkání s obyčejnou hmotou, které by bylo osudně - nejen jim. Magnetické pasti slouží také k dopravě antihmoty na místo dalších experimentů.
V roce 1995 bylo v CERNu vyrobeno 9 atomů antivodíku. Zajímavým jevem je atomkule – atom kde je místo elektronu antiproton. Zatím se to podařilo pouze u vodíku. V současnosti je problém s uskladněním, nákladností výroby a zpracováním energie antihmoty. Antičástice se uskladňují v magnetických pastech, kde je možno je uchovat až 100 dní. V příštím roce má NASA dokončit zařízení pro polapení a uskladnění přibližně stovky antiprotonů. Tyto částice antihmoty budou přepraveny do Marshallova centra kosmických letů (Marshall Space Flight Center) a tamní vědci je nechají sloučit s běžnými částicemi, aby tak demonstrovali obrovskou sílu ukrytou v antihmotě.
Podle Einsteinových rovnic nemůže v našem vesmíru existovat větší zdroj energie, než je anihilace. Zatímco při všech nyní používaných způsobech získávání energie vždy ještě většina hmoty zbude, při slučování hmoty s antihmotou nezůstane vůbec nic - vše se změní v čistou sílu. Tak dává anihilace desetimiliardkrát víc energie než slučování vodíku s kyslíkem, tisíckrát víc energie než štěpení uranu v jaderných elektrárnách a třísetkrát víc energie než termojaderná fúze, která probíhá na Slunci nebo ve vodíkové bombě.
Celou přídavnou nádrž raketoplánu Space Shuttle s vodíkem, a kyslíkem by mohlo nahradit pouhých 71 miligramů (tisícin gramu) antihmoty. Kosmický pohon využívající antihmotu by využíval elektricky nabité částice vznikající při anihilaci - elektromagnetická tryska by je usměrňovala za záď hvězdoletu.
S balónem za antihmotou a antisvěty
Na svérázném projektu pracuje skupina vědců z Japonska a Spojených států. Jako sci-fi film se může zdát tento příběh. Vypustit héliový balón do nejvyšších vrstev atmosféry s úkolem sbírat tam antihmotu a hledat důkaz existence antisvětů. Není to sci-fi, jen ta nejneobvyklejší a nejokrajovější věda. Ve středu 11. srpna se v devět hodin ráno východoamerického času vznesl do atmosféry největší balón, který byla NASA schopna vypustit. Odpovídá šedesátipatrové budově a do jeho nitra se vejde více než milion kubických metrů helia. vzhledem k nedostatku peněz je třeba hledat nejlevnější možný prostředek k cestě nad atmosféru. Tím je právě balón. Takový, který použila NASA, bohatě dostoupí do výšky, kde je kosmického záření dostatek, a může tak spolehlivě sbírat důkazy. Skóre je však zatím nejasné a spíše mluví ve prospěch stávajících teorií. Antisvěty zatím nenalezeny. I když balón detekoval několik stovek antičástic (z asi několika set miliónů jiných - normálních - částic), přesto to vypovídá o neúspěchu. Starty balónu z projektu BESS (Baloon-borne Experiment with a Superconducting Solenoidal Magnet) jsou konány již od roku 1993 každoročně. Každý nový start předznamenává pokrok v použitých technologiích. Hlavním prvkem celého projektu je supervodivý selenoidní magnet generující extrémně silné magnetické pole. S jeho pomocí je možno velmi pečlivě sledovat kosmické záření a zaznamenávat jeho podobu a složení. Od roku 1993 do roku 1998 bylo uskutečněno pět letů, při nichž NEBYLO detekováno jediné jádro antihélia, oproti 3 miliónům jader "normálního" helia. Tato skutečnost stále více utvrzuje v přesvědčení, že veškerý okolní vesmír je tvořen pouze a jedině z "normální" hmoty.