Виктор де Касто - PRO Антиматерию

Вначале идентифицируйте К . Называть его так, как называем мы, бессмысленно, поскольку у инопланетян определенно будет свое название, но мы можем его идентифицировать по тому, в чем мы все соглашаемся, – его массе. Он весит немного больше, чем половина массы протона или антипротона, и его нельзя спутать ни с какими другими частицами. Так что скажите инопланетянам, что нас интересует частица, масса которой немного больше, чем половина массивной частицы, которая существует в ядре в центре самого простого атома, имеющегося у инопланетян, протона в атоме водорода (или антипротона в атоме антиводорода). Это идентифицирует К .

В дополнение к К 0без электрического заряда также есть К -плюс и К -минус с положительным или отрицательным зарядом. Так что мы должны убедиться, что мы с инопланетянами говорим об электрически нейтральной версии. Мы должны сказать, что свойство, которое удерживает атом вместе, мы называем «зарядом» – и нас интересует К , у которого нет заряда. Инопланетяне будут знать, что у этого К 0есть две формы: короткоживущая и относительно долгоживущая. Мы сосредоточим внимание на последней.

А теперь подходим к самой важной части. В нашем материальном мире (мире, где основной является материя), при распаде долгоживущего К на пион и электрон или позитрон более вероятен вариант с позитроном. Так что мы должны спросить у инопланетян: а легкая частица, которая получается чаще всего во время этих распадов, та же самая, которая встречается в ваших атомах или противоположная ей? Если инопланетяне ответят, что та же самая, то это позитрон и, соответственно, инопланетяне состоят из антиматерии, и мы можем на них смотреть, но не прикасаться к ним. Если инопланетяне ответят, что противоположная, электрон, то это значит, что они, как и мы, состоят из материи, и можно спокойно приземляться.

Антиматерия лежит в центре одной из самых больших тайн: почему ее так мало во Вселенной? По мнению большинства ученых, в результате Большого взрыва 14 миллиардов лет тому назад материя и антиматерия появились в одинаковом количестве и были идеально уравновешены. Это превращение энергии излучения в частицу и античастицу не является путешествием в один конец. Если в дальнейшем эти противоположности вступают в контакт, то они взаимно уничтожают друг друга, энергия, которая до этого была поймана в ловушку внутри них, высвобождается в виде гамма-лучей. В котле новорожденной Вселенной такие столкновения были очень широко распространены, и новорожденный материал жил недолго. Если в первое мгновение материя и антиматерия вышли из Большого взрыва в одинаковом количестве, то мгновение спустя они должны были уничтожить друг друга.

Исчезновение антиматерии – это пока неразгаданная тайна, но еще важнее кажется другой вопрос: а почему осталась материя? Возможно, дело в некотором их различии, в том, что они не являются идеальными зеркальными образами друг друга.

Мы уже знаем про мелкие различия в мире странных частиц, но базовые электроны, протоны и нейтроны кажутся идеально соответствующими своим аналогам-античастицам. Если различие и есть, мы не можем его измерить. Все в них кажется таким, как предсказывал Дирак: частицы обычной материи и их античастицы являются идеальными двойниками, или аналогами.

Хотя атомы антиводорода являются пока наиболее изученными кластерами антиматерии, теория и опыт подразумевают, что все атомные элементы могут существовать в «анти» форме. В периодической таблице перечислены атомные элементы, которые состоят из электронов, окружающих ядра, содержащие протоны и нейтроны. В антипериодической таблице будут антиэлементы с множеством позитронов, окружающих антиядра, содержащие антипротоны и антинейтроны. Правила квантовой механики, которые объясняют стабильность атомов материи, подразумевают ту же самую стабильность для атомов антиматерии. Знаки электрических зарядов меняются на противоположные, но законы притяжения противоположных зарядов и отталкивания одинаковых зарядов остаются теми же.

Сложные взаимодействия, в результате которых получаются аминокислоты, ДНК и жизнь, в равной степени позволят антиэлементам работать все в анти-ДНК, делая все, даже антижизнь. Химия антиматерии такая же, как химия материи: антипланеты и антиматерия во всех своих формах также реализуемы как более знакомая материя, которая доминирует в известной Вселенной. Антигалактики, состоящие из антизвезд, окруженных антипланетами из антиматерии, ждут ничего не подозревающих астронавтов в дальних концах Вселенной? Можем ли мы быть уверены, что где-то там в пространстве нет огромных сгустков антиматерии?

Земля – это не громадная Вселенная с бескрайними пространствами. Например, водород на Земле встречается редко, но это самый широко распространенный элемент во Вселенной. Звезды типа нашего Солнца по большей части состоят из водорода, они медленно пекут в своей печи зерна более тяжелых элементов, но если вы наугад выберете участок Вселенной диаметром в миллион световых лет, то атомные элементы типа углерода, азота и кислорода, а также железо, серебро и золото, будут скорее всего отсутствовать полностью.

Мы нетипичны с точки зрения большого количества элементов, и то же самое может относиться и к антиматерии. Поэтому одно дело признать, что у нас антиматерии нет, а совсем другое – предполагать, что это так везде, и вся материальная Вселенная состоит из материи, а антиматерии в ней нет. Откуда нам знать, из чего состоит далекая звезда, которую мы видим, как тускло горящую свечку в огромном пространстве космоса? С Земли мы видим только звездный свет, а поскольку у нас нет оснований предполагать, что спектры антиэлементов отличны от спектров элементов, мы не можем отличить звезды от антизвезд, просто глядя на ночное небо.

Астронавты высаживались на Луне, на Марсе садились роботы и зонды, и не произошло никакой аннигиляции, поэтому мы знаем, что ни на Луне, ни на Марсе никакой антиматерии нет. Вся Солнечная система омывается солнечным ветром – потоком субатомных частиц, эмитируемых Солнцем. Если бы Солнце было антизвездой и солнечный ветер состоял из античастиц, то мы улавливали бы гамма-лучи, когда эти античастицы аннигилируют, встречаясь с материей планет. Но мы не видим таких гамма-лучей.

Это также показывает следующее: тот, кто считает, что кометы состоят из антиматерии, не правы. Если бы антикомета прошла сквозь солнечный ветер, то количество излучаемых гамма-лучей было бы огромным, каждый грамм высвобождал бы в результате аннигиляции в два раза больше энергии, чем атомная бомба, сброшенная на Хиросиму. Запущенный зонд с успехом передал образы из кометы Галлея. Если антикометы и антиметеориты существуют, то составляют меньше одной миллиардной доли материи в Солнечной системе. Хотя, как показал «Тунгусский метеорит», в составе кометы (или, например, «мусора» от погибшей кометы) может быть малая доля антиматерии. Но опять же эта версия, как мы уже говорили, не является общепринятой.