Antimateriál, tajemná substance vesmíru, vzbuzuje fascinaci a zároveň strach mnoha lidí. Tento týden se má poprvé na silnici přepravit, což je událost bez precedentního záznamu v historii lidstva. Nikdy předtím nebylo nic podobného realizováno.
V úterý 24. března se poprvé v historii lidstva mají na silnici přepravovat antiparciální částice, čímž se má dokázat, že taková přeprava je vůbec možná a že částice se nebudou ztrácet. „Vstupujeme do zcela nového území,“ říkají fyzici Stefan Ulmer a Christian Smorra z univerzity v Düsseldorfu, kteří zkoumají základní principy vesmíru v Evropském středisku jaderného výzkumu CERN. „Nikdy předtím nebylo nic podobného uskutečněno.“
Na cestu se má vydat 100 až 1000 antiprotonů, a to na vzdálenost pěti kilometrů, pouze na území CERNu. Pokud test uspěje, bude materiál později přepraven nákladním vozem do laboratoří v Düsseldorfu, Hannoveru a Heidelbergu. Význam této akce by byl obrovský: CERN je jediným místem na světě, kde lze antiprotony uchovávat.
„Pokud se podaří přepravit částice antimateriálu a zkoumat je nezávisle na místě jejich vzniku, otevře to nové možnosti výzkumu,“ říká Ulrich Husemann, ředitel částicové fyziky v centru Desy v Hamburku, který se na experimentu s přepravou nepodílí. Cílem je lépe porozumět základům vesmíru a naší existenci.
Obavy inspirované mediálními vizemi
Americký autor Dan Brown a jeho bestseller „Illuminati“ společně s Hollywoodem vytvořili děsivé vize antimateriálu, které vzbudily obavy mnoha lidí. Brown vykreslil závod s časem, aby zneškodnil antimateriálovou bombu – vyrobenou z materiálu z CERNu – která měla vyhodit Vatikán do vzduchu.
To, co Brown stvořil ve své fantazii, je podle expertů ve skutečnosti nemožné: s aktuálními technologiemi by trvalo 75 miliard let vyrobit potřebné množství 0,5 gramu antimateriálu, což stačí k vytvoření bomby s obdobnou výbušnou silou jako bomba v Hirošimě, říká Ulmer.
Při nadcházející přepravě se jedná o množství, které za sebou má ještě 24 nul. „Obavy, které jsou v hollywoodských filmech prezentovány, nejsou vědecky podložené,“ sděluje Husemann.
Nejdražší materiál na světě
Od roku 1986 se v CERNu, kde se simuluje Velký třesk, daří zpomalovat vyprodukované antiprotony natolik, aby bylo možné je uchovávat. Vysoké energetické nároky činí antimateriál nejdražším materiálem na světě, a proto se produkují jen velmi malé množství. Ulmer uvádí, že jedno gram antiprotonů by stálo několik bilionů dolarů. Pro precizní měření v pasti částic se potřebují pouze jednotlivé částice. „Za rok měření jsme spotřebovali jen tři antiprotony,“ dodává Ulmer.
Antimateriál možná lidem připadá děsivý, protože je jakýmsi zrcadlovým obrazem hmoty: při kontaktu se vzájemně ničí. „Když se antiproton setká s protonem, dojde k jejich vzájemné anihilaci a zmizí v záblescích světla,“ vysvětluje Ulmer. Lidé a celá hmota vesmíru jsou tvořeni protony. Není tedy antimateriál obrovskou hrozbou?
Hrozba antimateriálu je minimální
Skutečností však je, že v našem vesmíru existují antiparciální částice, ale jsou velmi vzácné. Proč existuje obrovský přebytek hmoty, je jednou z největších otázek částicové fyziky. Podle současného fyzikálního poznání muselo při Velkém třesku vzniknout stejně množství hmoty i antimateriálu. Proč se tedy vše nezničilo v záblescích světla? „Naše existence je v rozporu se standardním modelem částicové fyziky,“ říká Ulmer.
Tento záhadný problém se snaží vědci vyřešit. Existují materiál a antimateriál navzdory opačnému náboji ve skutečnosti identické? Dosud nebyl žádný rozdíl mezi nimi zjištěn. Proto se nyní budují laboratoře, které mohou měřit 1000krát přesněji než v CERNu, kde částicové urychlovače vytvářejí vysoké fluktuace magnetického pole, které narušují měření.
Bezpečná přeprava antimateriálu
Pro přepravu vyvinuli Smorra, Ulmer a jejich tým jakýsi elektromagnetický kontejner, známý jako Penningova past. „Past vypadá jako hromada prstenců,“ vysvětluje Smorra. Vnitřní průměr je přibližně jeden centimetr a délka asi tři centimetry. Doplněno je to supravodivým magnetem, v němž se částice při minus 268 stupních celsia kývají v ultrazvukovém vakuu. Celková hmotnost kontejneru činí přibližně 800 kilogramů – pro přepravu je tedy potřebný nákladní vůz.
Fyzici mohou pomocí přístrojů v reálném čase sledovat, zda jsou částice během jízdy stále v Penningově pasti. Negativně by se projevily jakékoli srážky nebo hluboké díry na silnici: při příliš silných vibracích by částice mohly uniknout. Podle odborníků by to ale neznamenalo žádné nebezpečí pro okolí.
Vzájemné zničení hmoty a antimateriálu by nastalo v tak minimálním měřítku, že by to sotva bylo měřitelné, natož viditelné, vysvětluje Ulmer. Husemann zdůrazňuje: „Při minimálním množství antimateriálních částic nepředstavuje přeprava žádné nebezpečí pro lidi, kteří jsou na silnici.“
Pokud vše proběhne dobře, první přeprava po dálnici z Ženevy do Düsseldorfu – přibližně 780 kilometrů – by se mohla uskutečnit v roce 2029.
