Zamislite na trenutak svemir istovjetan ovom našem svemiru u kojem živimo, ali u kojem je sve potpuno drugačije. Svemir u kojem je NE zapravo DA i obrnuto. Zamislite da postoji - antisvemir.

Sve do nedavno postojanje paralelnog prostor-vremena bila je čista teorijska utopija. No antisvemir, ili možda bolje rečeno antimaterija je stvarnost. Ona zaista postoji. Idemo redom!

Kliknite na sliku

Materija i antimaterija nastale su stvaranjem svemira iz čiste energije

Što je to antimaterija? Možda bi ju najlakše bilo definirati kao; "Sve ono što nije materija". Ovo je nekako najlogičniji zaključak i opis onoga što se pod ovim pojmom podrazumijeva. Odgovor na ovo pitanje zapravo leži u istraživanjima znanstvenika XX i XXI stoljeća. Naime, tek je 1928., engleski fizikalni teoretičai i matematičar, Paul A.M. Dirac, u svom radu predvidio postojanje antimaterije, konkretnije, antičestica. On je predvidio kako pri tvorbi čestica uvijek mora nastati par čestica, od kojih je jedna pozitiivna a druga negativna. Njegovu je teoriju 1932. godine potvrdio Carl Anderson, profesor na sveučilištu u Kaliforniji u svojoj magličastoj komori proučavajući kozmičke zrake. Pojavu "pozitivno nabijene čestice s masom jednakom elektronu" (elektron je negativno nabijena čestica) kasnije je nazvao pozitronom zbog njegovog pozitivnog naboja. Time je potvrdio Diracovu teoriju o postojanju para čestica-antičestica, jednakih u svemu osim naboju.

Dvadesetak su se godina sva istraživanja na tom polju temeljila na proučavanju kozmičkih zraka koje su bile jedini izvor visokoenergetskih čestica potrebnih za tvorbu pozitrona. Ali jedna je druga čestica zadavala glavobole znanstvenicima toga doba - antiproton! Ta su proučavanja čekala rođenje jednog novog doba u fizici (kao i neka nova tehnološka rješenja). Sredinom 30-ih godina prošlog stoljeća izumljeni su ciklotroni, ubrzivači čestica koji su mogli ubrzavati čestice do energija pogodnih za njihovo proučavanje. Nešto kasnije, tijekom 40-ih i 50-ih godina istraživanja na polju antimaterije napredovala su ozbiljnim koracima. Tada je nastala grana fizike koja je nazvana „Fizika visokih energija". Kulminacija se dogodila 1954. godine kada je Ernest Lawrence na sveučilištu u Berkeleyu izgradio "Bevatron", akcelerator dovoljno jak da može ubrzati 2 protona tako da se iz njihova sudara može stvoriti antirpoton. Uslijedila su istraživanja i dokazivanje postojanja antiprotona 1955. a 1960. i antineutrona te je time dokazana simetrija tvari u prirodi.

Sljedeće pitanje koje se je nametalo u to vrijeme u znanstvenim krugovima bilo je pitanje postojanja antijezgre. Jer ako postoje antiproton i antineutron, zašto se oni ne bi spajali kao i već poznati protoni i neutroni? Promatranje jezgre antideuterija, proizvedene 1965. godine pokazalo je kako bi anti-svijet mogao postojati i imati slična svojstva česticama našeg svijeta.

CERNOV LHC bavi se i problematikom antimaterije

No dokaza za tako nešto nije bilo sve do 1995. kada je u CERN-u proizveden prvi antiatom. Bio je to (anti)atom sastavljen od jednog antiprotona i jednog antielektrona - antivodik. Iako je tada proizvedeno samo 9 atoma antivodika, vijest je odjeknula u znanstvenom svijetu kao malo koja do sada. Proizvodnja antiatoma veoma je zahtjevna i teška a za održanje istih na životu potrebni su posebni uvjeti, što istraživanja čini veoma teškim.

Kliknite na sliku

Fotografija antimaterije; elektron-pozitron

Zašto nam je antimaterija važna i kakve mi koristi imamo od toga? Znamo kako vidljive, "slobodne antimaterije" u našem svemiru ima vrlo malo. Znamo da ako ona i nastane, gotovo istog trena anihilira. Čim se spoji sa svojim pozitivnim parovima pretvara se u energiju i nestaje. Njeno nam postojanje daje spoznaje o počecima svemira kao i mogućnost budućeg iskorištavanja iste. Smatra se kako je u početku svemira bilo jednako materije i antimaterije ali je zbog nerazjašnjenih pojava i razloga, materija ipak "pobijedila". Barem s naše točke gledišta. Materije je više, dok se antimaterija spojila s materijom i postala energija koja se manifestira kao kozmičko pozadinsko zračenje. Doduše, prema nekim teorijama to nije točno već se od antimaterije formirao "antisvemir" sličan našem, ali sa „anti" parovima čestica od kojih je građen naš svemir. U tom slučaju potencijalni znanstvenici iz "antisvemira" imaju slične probleme s objašnjenjem materije kao naši s antimaterijom.

U svakodnevnom životu primjena antimaterije-pozitrona postoji u tzv. PET (Positron Emission Tomography) skenerima koji koriste anihilaciju elektrona i pozitrona za detekciju aktivnosti mozga. To je postignuto detektiranjem gama zraka koje nastaju pri anihilaciji istih.

Antičestice svakodnevno susrećemo i u kozmičkim zrakama. Visokoenergetske čestice koje svakodnevno prolaze kroz ljudsko tijelo. Kozmičke zrake su prve visokoenergetske čestice koje je čovjek izučavao i one su jedan od prirodnih izvora antičestica. Smatra se da su nastale nakon eksplozija supernovih zvijezda.

Materija i antimaterija - gledaj ali ne diraj

Primjena antimaterije izgledna je u budućnosti. Kada ovladamo tehnikom njezina kontroliranja. U kojem onda grmu leži zec?! Anihilacijom materije i antimaterije nastaje čista energija te je to najekonomičniji način da se proizvede energija, a o njoj svijet današnjice a posebice sutrašnjice itekako ovisi. Možda sada i ne izgleda tako suludo zašto su znanstvenici iz CERNA dobili tolike silne milijarde od strane političara za svoja "igranja" s LHC i sličnim postrojenjima.

Problematika antimaterije je obilato iskorištena u SF pričama. Možda je najpoznatiji primjer serijal "Zvjezdanih staza" u kojima su svemirski brodovi pokretani materijsko-antimaterijskim reaktorima kako bi zadovoljiili ogromne potrebe za energijom. Zasad su takve stvari još uvijek nemoguće, što zbog male proizvodnje antimaterije (milijuntinka grama godišnje!), što zbog njezina čuvanja i kontroliranog procesa anihilacije. No to je samo pitanje tehnologije i vremena kada će nam antimaterija biti dostupna.

Kozmička zraka uhvaćena pomoću tkz. Oblačne komore, eksperiment odrađen od strane Astronomske udruge Vidulini (Neven Udovičić i Cvitko Belas)

Uostalom, ilustracije radi upravo je u pomenutom SF serijalu izmišljen i tada nepostojeći ionski pogon. Svega koje desetljeće nakon filma ionski pogon već je godinama stvarnost na našim robotičkim letjelicama koje šaljemo u istraživačke misije po Sunčevom sustavu.

Antimaterija je tu negdje oko nas. I za vrijeme čitanja ovog teksta izloženi ste kozmičkom zračenju koje potiče od sraza materije i antimaterije. Ne brinite se, od antimaterije ste sigurni sve dok ju ne "dirate". Pravilo koje nam je poznato i iz nekih drugih, socijalno-društvenih, odnosa u našem svijetu. Gledaj ali ne diraj!