Антиматерия часто фигурирует в фильмах и романах как научно-фантастическая концепция, изображаемая как эффективное топливо для звездолетов. Его удивительная энергия проистекает из реакции аннигиляции при встрече материи и антиматерии, а один грамм энергии эквивалентен двум атомным бомбам, сброшенным на Хиросиму. Если использовать эту энергию в качестве топлива, то количества 10 граммов достаточно для того, чтобы космический корабль достиг Марса за месяц. Тем не менее, стоимость создания антиматерии чрезвычайно высока, по оценкам, один грамм из сотен миллиардов долларов. Почему антиматерия такая энергетическая и дорогая? В этом выпуске мы углубляемся в эту загадочную территорию.

Британский физик Поль Дирак ввел теорию относительности, изучая физику элементарных частиц, предложив знаменитое уравнение Дирака, которое открывает новую перспективу для объяснения поведения электронов. В его теории неожиданно появилось понятие электронов отрицательного уровня, что поначалу запутало научное сообщество. Но затем Дирак предположил, что эти отрицательные уровни на самом деле заполнены положительно заряженными электронами, создавая так называемый «вакуум». Его теория не только объясняла проблему отрицательных энергетических уровней, но и предсказывала существование позитронов – античастиц электронов.

1931年，狄拉克進一步大膽預言所有粒子都應有相應的反粒子，這意味著存在完全由反粒子組成的物質，即我們今天所知的反物質。1932年，美國物理學家卡爾·安德森通過實驗發現了正電子，證實了狄拉克的理論。此後，科學家們陸續發現了其他類型的反粒子，如反質子和反中子。1995年，歐洲核子研究中心成功製造出了反氫原子，標誌著人類首次成功製造出反物質。

Уравнение Эйнштейна «масса-энергия» E=mc² является важным краеугольным камнем современной физики, показывающим связь преобразования между массой и энергией. По мере того, как ученые продолжают исследовать, как более эффективно преобразовывать массу в энергию, их взоры обратились к антиматерии, которая имеет большой потенциал. Когда антивещество встречается с обычной материей, оно аннигилирует и высвобождает огромное количество энергии, что намного выше, чем скорость преобразования энергии при делении или синтезе ядер.

Несмотря на невероятную энергию антиматерии, производство и хранение антиматерии в современных технологических условиях по-прежнему остается огромной проблемой. Лучшие в мире лаборатории способны производить только очень небольшое количество антиматерии, а время хранения крайне ограничено, что делает применение антиматерии все еще очень далеким. Таким образом, хотя антиматерия имеет большой потенциал в качестве источника энергии, она непомерно дорога в производстве, с текущей рыночной ценой около 5,0 триллиона долларов за грамм.

Чтобы получить этот источник энергии будущего, который имеет почти безграничные возможности, человечеству еще предстоит преодолеть множество трудностей, прежде чем оно сможет по-настоящему осознать его мощь. Мы с нетерпением ждем вашего знакомства с тайнами и областями применения антиматерии. Спасибо всем за просмотр, я путеводитель по исследованию Вселенной, и я с нетерпением жду встречи с вами в следующей части!