Problema stocării energiei nu se referă numai la antimaterie. Știm cum să depozităm petrol și gaze. Dar acum în întreaga lume se dezvoltă în mod activ energia alternativă, explorând posibilitatea utilizării panourilor solare și a generatoarelor eoliene. Electricitatea produsă de aceste surse de energie este deja utilizată, deși, desigur, înainte de iluminarea și încălzirea caselor numai cu ajutorul energiei solare, vântul și antimateria sunt încă foarte departe.
Dar există deja complexe energetice pentru generarea de energie din surse alternative - de exemplu, ele lucrează în așezări izolate mici din întreaga lume. Dacă trageți sute de kilometri de linii de la centrala electrică, pierderile vor fi nerezonabil de mari. Prin urmare, în astfel de colțuri se construiesc în mod activ stațiile solare și eoliene.
În Statele Unite, costul unui kilowatt în regiunile cu o cantitate mare de soare este de șapte cenți. Desigur, în sud, eficiența celulelor solare va fi întotdeauna mai mare. În unele regiuni, astfel de instalații sunt alese, conduse de grija față de mediu. Uneori, soarele și vântul sunt utilizate împreună cu rețeaua electrică.
Teoretic, eficiența conversiei energiei solare poate ajunge la 86% (antimateria - 100%). Este adevărat că eficiența bateriilor solare actuale în producția de masă este de numai 18%, dar este încă profitabilă. Și ce beneficii poate utiliza antimateria?
Secolul petrolului nu se va termina din cauza lipsei de petrol, ci din cauza apariției unor noi tehnologii, dintre care unul ar putea fi antimaterie. Până în prezent, metoda de conversie a energiei solare a atins deja un nivel atunci când începe să concureze cu sursele vechi existente de energie electrică, inclusiv centralele nucleare
Nu cu mult timp în urmă, a fost propusă o soluție pentru stocarea energiei generate de o baterie solară. Inventatorul american Ilon Mask a prezentat baterii litiu-ion. Poate că această invenție va schimba alinierea forțelor în energia mondială.
Și cum rămâne cu antimateria, care cu siguranță poate fi mai eficientă decât soarele și vântul? Problema de substanță de stocare care distruge totul, oferit Bruno carcase, un fizician austriac, care a studiat acceleratoare de fizică și a creat primul din lume ciocnește electroni-pozitroni. Aceasta grinda Collider de particule antiparticulă se rotesc într-unul și același inel unul față de celălalt, cu care se confruntă în două puncte unde detectoarele detectează rezultatul interacțiunii. Din moment ce antimateria va distruge orice obiect material, ar trebui să fie ținut într-o cușcă care nu are pereți. Soluția este un vid care este mai bun decât un spațiu deschis cu câmpuri magnetice și electrice. Ar trebui să conțină antiparticule, positroni sau antiprotoni, cum ar fi grinzile circulante.
Acest efect a fost realizat în laboratoarele angajate în fizica particulelor, cum ar fi CERN, în care magneții inel utilizat lungime de 27 km, unde timp de mai multe săptămâni grinzile pozitroni ghidate prin conducta de vid. Aceste pozitroni se deplasează cu viteza luminii și a trăi atâta timp cât timp nu atinge peretele tubului din cauza magneților este alimentat de energie electrică sau până când se confruntă cu atomi de gaz ocazionale în interiorul tubului.
Vom vorbi despre acest experiment de mai jos, iar acum suntem interesati de modul in care sa stocam antimateria, cum sa o transportam si sa o folosim in realitate. Categoric nu practic pentru a construi un magneți 27-km cerc și chiar mai mult pentru a le transporta din loc în loc. Și acest lucru nu este necesar. inel imens a fost realizările de top științifice, special concepute pentru grinzile de producție și de control ale antimaterie, la o viteză cât mai aproape posibil de limita de viteză naturală - 300 000 kilometri pe secundă. Dar ideea inițială și tehnologia au apărut mult mai devreme decât construcția de magnet inel, în 1960, și aparține spus Bruno carcaselor. Deși în acel moment nici el, nici altcineva nu au putut prevedea că aceasta ar putea fi o soluție la problema stocării antimateriei.
Acesta a fost urmat de experimente de fizica SUA Ernest Lawrence (1901-1958), care a propus ideea și ciclotron construit - primul din lume ciclică accelerator - accelerator de protoni, în care frecvența câmpului electric de accelerare și câmpul magnetic este constant în timp, iar particulele se mișcă de-a lungul plat spirală construibil . Lawrence a propus o trecere multiplă a particulelor de accelerație cu o tensiune relativ scăzută. Pentru circuitul orbita câmp magnetic constant pentru accelerarea particulelor - localizate câmp electric de înaltă frecvență, cu o amplitudine mai multor kilovolți. Pentru nonrelativista particulelor de frecvență revoluție independentă de viteză, cu toate acestea a particulelor care trece în mod repetat, prin diferența de accelerare și creșterea vitezei sale și raza de rotație, încă ajunge la diferența de accelerare în faza dorită cu câmpul electric. Pentru aceasta, Lawrence a primit premiul Nobel în 1939 (și a primit brevetul în 1934). În general, el a construit mai multe ciclotroni, de fiecare dată îmbunătățind cel precedent. Lawrence a lăsat în urmă funcționează pe fizica nucleară și aplicarea acesteia în biologie și medicină, și a fost un participant la crearea bombei atomice. Se poate spune că datorită ciclotului Lawrence, a apărut fizica modernă de înaltă energie.
Pentru noi, cea mai interesantă este ideea lui Wideröe privind particulele care merg în direcții opuse de-a lungul aceleiași orbite. El a vrut să colecteze și să lungească astfel de particule, dar a fost refuzat atunci când a solicitat brevetul pentru că dorea să se angajeze în "evident". Au trecut cincisprezece ani, iar alții au început să facă același lucru.
Dacă trageți două particule unul în altul, probabilitatea unei coliziuni va fi mai mică decât discrepanța lor. Cu toate acestea, în cazul în care ați acumula o mulțime de astfel de particule, urmate de două trage grinzi puternice unul la altul, este rezonabil să se presupună că particulele din cele două grinzi opuse întâlni reciproc, în același loc în aceeași clipă.
Pentru prima oară această idee "evidentă" a fost folosită în 1959 - americanii au folosit magneți pentru a dirija electroni de-a lungul a două inele. Într-un inel, câmpurile magnetice îndreptau electronii în sensul acelor de ceasornic, iar în cealaltă, câmpurile au fost modificate astfel încât electronii s-au mutat în sens invers acelor de ceasornic.
Învățând despre aceste experimente, Tuschek și-a amintit conversațiile cu Wideröe, iar propria sa idee a început să-l revină. În pozitroni aceeași greutate ca și cea a electronilor, dar semnul opus al sarcinii electrice, astfel încât câmpul magnetic care direcționează electronii, de exemplu, dreapta, stânga va trimite pozitroni. În loc de două seturi de magneți care direcționează electroni în direcții opuse, de ce să nu luăm un set de magneți care vor direcționa electroni pe o parte și poziții în altul? Cu condiția ca cele două fascicule să aibă aceeași energie, ele vor merge în același mod, dar rotația va merge în direcții opuse.
Fasciculele de particule acceleratoarelor ADA și antiparticula rotit într-unul și același inel unul față de celălalt, cu care se confruntă în două puncte unde detectoarele detectează rezultatul interacțiunii. Oamenii de știință au reușit să salveze cu succes atât electronii, cât și positronii, și aceasta a fost prima manipulare a antiparticulelor
Ca rezultat, Tuschek și colegii săi au proiectat și au construit un collider cu un inel de depozitare în laboratorul din Frascati, lângă Roma. El a fost numit ADA - scurt pentru Anello d'Accumulazione italiană, un "inel cumulat".
Apoi, mașina a fost transportată la laboratorul Orsay lângă Paris, unde a fost posibil să se utilizeze grinzi electronice mai puternice. Și a fost acolo în 1963 care a stocat cu succes grinzi puternice de pozitroni și le-a trecut prin fascicule de electroni. Din când în când, electronii individuali și positronii care se ciocnesc în grinzi și, ca urmare a acestui fapt, au avut loc anihilări și blițuri pereche instantaneu. A fost o alegere: dacă doriți, puteți stoca antiparticule sau le puteți forța să se ciocnească, ca urmare a faptului că vor fi distruse.
În următorii treizeci de ani, oamenii de știință au construit inele de depozitare pentru a stoca electroni și positroni de dimensiuni tot mai mari, grinzile avuseseră din ce în ce mai multă energie. Ei s-au confruntat unul cu celălalt, sa produs o anihilare, iar în cursul experimentelor oamenii de știință și-au dat seama că aceasta este o modalitate foarte bună de a învăța despre originea și natura materiei. Mai multe descoperiri au condus la acordarea de premii Nobel.