Không phải vàng hay kim cương, thứ đắt nhất trên thế giới là phản vật chất, có giá ước tính 62.000 tỷ USD/g. Tuy nhiên, vấn đề lớn nhất là không thể đào vật chất siêu hiếm này từ lòng đất.
Với mức giá kinh ngạc lên tới 62.000 tỷ USD cho chỉ một gram duy nhất, phản vật chất là thứ đắt giá nhất trên Trái Đất. Tuy nhiên, ngay cả khi bạn có đủ tiền, trong cả vũ trụ này không tồn tại đến cả một g chất liệu này.
Không giống như các viên đá quý hay kim loại, vật chất lạ này phải được lắp ráp theo từng nguyên tử trong một quá trình có thể kéo dài hàng tỷ năm chỉ để thu thập được 0,1 g.
“Cặp song sinh ác độc” của vật chất thông thường
Phản vật chất là thứ đối nghịch với vật chất, cực kỳ hiếm và không tồn tại trong tự nhiên. Theo các nhà vật lý, mỗi hạt vật chất đều có một hạt trái ngược với nó. Họ gọi đó là phản hạt.Năng lượng từ phản ứng phản hạt lớn gấp 10 tỷ lần năng lượng từ một phản ứng cháy hóa học của hai hạt có khối lượng tương đương.
Vì vậy, nếu dùng phản vật chất làm nhiên liệu dành các tàu con thoi, nó có thể giúp rút ngắn thời gian khứ hồi giữa Hỏa tinh và trái đất từ 2 năm xuống vài tuần.
|
| Hình minh họa các hạt phản vật chất đi vào máy dò ALICE tại Máy Gia Tốc Hạt Lớn (LHC). Ảnh: ORIGINS Cluster/S. Kwauka. |
Điều này có nghĩa là phản vật chất sẽ biến mất gần như ngay lập tức ngay sau khi được tạo ra, khiến việc lưu trữ và nghiên cứu nó trở nên đắt đỏ.
Năm 1999, nhà khoa học NASA Harold Gerrish đã ước tính rằng giá của phản vật chất là 62.500 tỷ USD, dựa trên lượng năng lượng liên quan và công suất sản xuất ước tính.
Mặc dù Gerrish ước tính rằng giá sẽ dần giảm xuống theo thời gian, với hiểu biết thực tế hơn về những thách thức kỹ thuật, mức giá thực sự để tạo ra phản vật chất có thể còn cao hơn.
"Chúng ta chỉ sản xuất ra những lượng cực kỳ nhỏ đến mức ngay cả khi bạn tiêu hủy toàn bộ phản vật chất mà chúng ta tạo ra trong một năm, nó cũng không đủ để đun sôi một tách trà.1/100 của một nanogram phản vật chất có giá bằng với một kg vàng", giáo sư Michael Doser, nhà vật lý hạt tại Tổ chức Nghiên cứu hạt nhân châu Âu (CERN) cho biết.
Hiện tại, các nhà khoa học mới thử nghiệm vài nguyên tử bằng máy gia tốc hạt cỡ lớn LHC thuộc CERN. Các nhà khoa học tại CERN ước tính, để tạo ra 28,3 gram phản vật chất cần khoản kinh phí tới 24.000 tỷ USD.
Quy trình sản xuất không tưởng
Phản vật chất mới luôn được tạo ra mọi lúc, xung quanh và thậm chí bên trong cơ thể chúng ta. Khi các vật liệu phóng xạ như kali phân rã, chúng tạo ra một electron và một electron phản vật chất gọi là positron.Điều này có nghĩa là một quả chuối, vốn chứa nhiều kali phóng xạ, tạo ra khoảng một hạt phản vật chất mỗi giờ.
|
| Một bẫy phản vật chất tại Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu (CERN). Ảnh: CERN. |
Để có thể tạo ra phản vật chất theo yêu cầu, cần phải ép nó ra đời bằng cách tập trung một lượng năng lượng khổng lồ vào một điểm duy nhất đến mức thực sự biến thành vật chất.
Tại CERN, các nhà khoa học sử dụng các máy gia tốc hạt khổng lồ để đẩy nhanh một dòng proton và các hạt mang điện tích dương, sau đó đập chúng vào một khối iridi.
Khoảng một lần trên mỗi triệu va chạm, một lượng năng lượng khổng lồ được tập trung vào một hạt vật chất và kèm theo đó một hạt phản vật chất ra đời.
Những hạt này sau đó được cẩn thận chuyển vào một máy gọi là máy giảm tốc antiproton, sử dụng các nam châm mạnh để tập trung phản vật chất thành một dòng chảy di chuyển với tốc độ bằng một phần mười tốc độ ánh sáng.
Tuy nhiên, toàn bộ quá trình này tiêu tốn một lượng năng lượng không thể tin nổi. Cụ thể, các máy gia tốc hạt của CERN chiếm khoảng 90% hóa đơn năng lượng hàng năm của trung tâm nghiên cứu, lên tới 1.250 gigawatt. Để so sánh, người ta ước tính rằng London tiêu thụ chỉ khoảng 37.800 gigawatt năng lượng mỗi năm.
|
| Các máy gia tốc hạt của CERN chiếm khoảng 90% hóa đơn năng lượng hàng năm của trung tâm nghiên cứu, lên tới 1.250 gigawatt. Ảnh: CERN. |
Chưa hết, việc sản xuất phản vật chất chưa phải là kết thúc của vấn đề, bởi vì phản vật chất sẽ bị tiêu diệt nếu nó tiếp xúc với vật chất thông thường.
Để ngăn chặn phản vật chất mới tạo ra khỏi việc tự hủy diệt, nó phải được chứa cẩn thận bằng các nam châm siêu lạnh trong một môi trường chân không hoàn toàn.
Kỷ lục hiện nay về việc lưu trữ phản vật chất là 405 ngày đối với các hạt đơn lẻ và chỉ 17 phút đối với các hạt phản nguyên tử hoàn chỉnh.
Để giải quyết, các nhà nghiên cứu tại CERN đang thử nghiệm một phương pháp sử dụng “bình chứa” từ tính để vận chuyển phản vật chất ra khỏi phòng thí nghiệm, sau đó vận chuyển nó bằng xe van tới các trung tâm nghiên cứu khác.
Tuy nhiên, một thử nghiệm gần đây chỉ thành công trong việc di chuyển 70 proton của vật chất thông thường, con số còn xa mới đạt đến một nanogram chất.
