Starship Enterprise , "Star Trek"시리즈의 팬들에게 친숙한 것은 핵심에 반물질이있는 정교한 전원 인 Warp Drive라는 놀라운 기술을 사용해야합니다. 반물질은 아마도 배의 승무원이 은하 주변을 돌아 다니며 모험을하는 데 필요한 모든 에너지를 생산합니다. 당연히 그러한 발전소는 공상 과학의 작품입니다.
그러나 사람들은 종종 반물질과 관련된 개념이 성간 우주선에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있는지 궁금해하는 것이 너무 유용해 보입니다. 그것은 과학이 꽤 건전하다는 것이 밝혀졌지만, 일부 장애물은 그러한 꿈의 전원을 사용 가능한 현실로 만드는 방식으로 확실히 서 있습니다.
반물질이란 무엇입니까?
기업의 힘의 원천은 물리학에 의해 예측 된 간단한 반응입니다. 물질은 별, 행성 및 우리의 "물건"입니다. 전자, 양성자 및 중성자로 구성되어 있습니다.
반물질은 물질의 반대이며 일종의 "거울"물질입니다. 그것은 포지트론 (전자의 항 입자) 및 안티 프로 톤 (양성자의 항 입자)과 같은 다양한 물질의 제작 블록의 개별적으로 항 설파체 인 입자로 구성됩니다. 이러한 항 당사자는 대부분의 방식에서 정기적 인 물질과 동일합니다. 그들이 어떤 종류의 챔버에서 규칙적인 물질 입자와 함께 가져올 수 있다면, 그 결과는 거대한 에너지 방출이 될 것입니다. 그 에너지는 이론적으로 우주선을 강화할 수 있습니다.
안티 라트는 어떻게 만들어 집니까?
자연은 대량의 금액이 아닌 대변인을 만듭니다. 항 입자는 자연 발생 과정에서뿐만 아니라 고 에너지 충돌에서 큰 입자 가속기와 같은 실험 수단을 통해 생성됩니다. 최근의 연구는 반물질이 폭풍 구름 위로 자연스럽게 만들어 졌다는 것을 발견했습니다. 첫 번째 수단은 지구와 대기에서 자연적으로 생산됩니다.
그렇지 않으면, 초신성 또는 태양과 같은 주 시퀀스 별 내부와 같은 반물질을 만드는 데 방대한 양의 열과 에너지가 필요합니다. 우리는 그 방대한 유형의 퓨전 식물을 모방 할 수있는 곳이 거의 없습니다.
반물질 발전소가 어떻게 작동 할 수 있는지
이론적으로, 물질과 그 반물질에 해당하는 것은 이름에서 알 수 있듯이 서로를 멸종시켜 에너지를 방출합니다. 그러한 발전소는 어떻게 구성 될까요?
첫째, 많은 양의 에너지로 인해 매우 신중하게 건설되어야합니다. 반물질은 의도하지 않은 반응이 일어나지 않도록 자기장에 의해 정상 물질과 분리된다. 그런 다음 에너지는 원자로가 핵분열 반응에서 소모 된 열과 광 에너지를 포착하는 것과 거의 같은 방식으로 추출됩니다.
물질-항체 반응기는 다음 최고의 반응 메커니즘 인 융합보다 에너지를 생성하는 데 더 효율적인 순서가 될 것입니다. 그러나 여전히 항문 항문 이벤트에서 방출 된 에너지를 완전히 포착 할 수는 없습니다. 상당한 양의 출력은 중성미자에 의해 전달됩니다. 중성미자, 거의 약하게 상호 작용하는 거의 질량이없는 입자가 적어도 에너지를 추출 할 목적으로 캡처하기가 거의 불가능합니다.
반물질 기술 문제
에너지 포획에 대한 우려는 반물질이 일을하기에 충분한 반격을 갖는 작업만큼 중요하지 않습니다. 먼저, 우리는 충분한 반물질이 필요합니다. 이것이 큰 어려움입니다. 반응기를 유지하기 위해 상당한 양의 안티 라트를 얻는 것입니다. 과학자들은 포지 트론, 안티 프로톤, 항 히드로겐 원자, 심지어 몇 가지 항 헤드륨 원자에 이르기까지 소량의 반물질을 만들었지 만, 많은 것들에 전력을 공급하기에 충분한 양의 금액은 없었습니다.
.엔지니어들이 인위적으로 만들어진 모든 반물질을 모으려면 정상적인 물질과 결합 될 때 몇 분 이상 표준 전구를 밝히기에 충분하지 않을 것입니다.
또한 비용은 엄청나게 높을 것입니다. 입자 가속기는 충돌에서 소량의 안티 라트를 생성하기 위해 실행하는 것이 비싸다. 최상의 시나리오에서는 1 그램의 포지트론을 생산하는 데 250 억 달러의 비용이들 것입니다. CERN의 연구원들은 단일 안티 라트 그램을 생산하는 데 가속기를 운영하는 데 100 달러와 1,000 억 년이 걸릴 것이라고 지적했다.
적어도 현재 이용 가능한 기술을 사용하면 반물질의 정기적 인 제조는 유망 해 보이지 않아 우주선이 한동안 손이 닿지 않는 곳에 있습니다. 그러나 NASA는 자연스럽게 생성 된 반물질을 포착 할 수있는 방법을 찾고 있으며, 이는 은하계를 통과 할 때 우주선을 전력하는 유망한 방법 일 수 있습니다.
안티 산물 검색
과학자들은 트릭을하기에 충분한 안티 라트를 어디에서 찾을까요? Van Allen 방사선 벨트 (지구를 둘러싼 하전 입자의 도넛 형 영역)는 상당한 양의 항 입자를 포함합니다. 이들은 태양의 매우 높은 에너지 하전 입자로 생성됩니다. 지구의 자기장과 상호 작용합니다. 따라서 선박이 추진에 사용할 수있을 때 까지이 반물질을 포착하고 자기장 "병"으로 보존 할 수 있습니다.
또한 최근 폭풍 구름 위의 반물질 생성이 발견되면서 우리의 용도로 이러한 입자 중 일부를 포착 할 수 있습니다. 그러나 반응이 우리 대기에서 발생하기 때문에 반물질은 불가피하게 정상적인 물질과 상호 작용하고 멸절 될 것입니다.
.따라서 여전히 비싸고 캡처 기술은 연구 중이지만, 지구상의 인공 창조물보다 적은 비용으로 우리 주변의 공간에서 반물질을 수집 할 수있는 기술을 개발할 수 있습니다.
.반물질 반응기의 미래
기술이 발전하고 반물질이 어떻게 만들어 지는지 더 잘 이해하기 시작함에 따라 과학자들은 자연적으로 생성되는 애매한 입자를 포착하는 방법을 개발하기 시작할 수 있습니다. 따라서 언젠가 공상 과학에 묘사 된 에너지 원과 같은 에너지 원을 가질 수 있다는 것은 불가능하지 않습니다.
Carolyn Collins Petersen이 편집하고 업데이트했습니다
