W filmach, czy literaturze z gatunku SF, dość często przewija się motyw antymaterii. W domyśle, jest to tajemnicza substancja, która może nadawać się praktycznie do wszystkiego. Chcemy wytłumaczyć jak statek kosmiczny może się poruszać prawie tak szybko jak światło? – musi mieć silniki na antymaterię. Zniszczono planetę? – to pewnie bomba z antymaterii. Podróże w czasie? – sprawka antymaterii. Prawdopodobnie ziemniaki też możemy obrać z użyciem antymaterii.

Krótko mówiąc, stanowi ona słowo - wytrych, dla wszystkiego czego nie da się w normalny sposób wytłumaczyć.

Zadziwiające jest to jak wiele tych rzeczy jest prawdziwych, bo antymateria rzeczywiście istnieje, i teoretycznie możliwe jest jej zastosowanie do budowy powyższych urządzeń, no może poza podróżami w czasie. Antymateria jest rutynowo pozyskiwana oraz badana. Znajduje także praktyczne zastosowania, np. w medycynie.

Jest równie realna co zwykła materia, z tą różnicą, że jest jej znacznie mniej. Dzisiejszy wszechświat jest dla antymaterii wyjątkowo niegościnny.

Właściwości antymaterii

Czym właściwie ta antymateria jest? Najprościej opisać ją jako przeciwieństwo zwykłej materii. Niemal lustrzane jej odbicie, prezentujące przeciwne właściwości.

Rozważmy zwykły elektron, jest on przedstawicielem zwykłej materii. Jego odpowiednikiem w antymaterii jest antyelektron… Zaskoczenia nie ma. Nazwy tworzy się poprzez dodanie przedrostka „anty” do materialnego odpowiednika. Niektóre antycząstki mają swoje własne określenia. I tak antyelektron nazywany jest pozytonem.

Pozyton jest cząstką o takiej samej masie co elektron, jednak obdarzoną przeciwnym ładunkiem elektrycznym. Elektron ma ładunek ujemny, podczas gdy jego antybrat dodatni.

Prawie każda cząstka elementarna ma swojego anty-odpowiednika. Zwykły proton zbudowany jest z kwarków, można się domyślić, że antyproton zbudowany jest antykwarków. Dołóżmy do antyprotonu antyelektron (pozyton) i otrzymamy atom antywodoru. Jeśli uzbieramy odpowiednio dużo różnych antyatomów możemy teoretycznie zbudować wszystko. Antykomputer, antyczłowieka, antymieszkanie, antylopę…

Na razie wszystko wydaje się proste, i takie rzeczywiście jest. Istnieje materia i antymateria, dwa przeciwieństwa. Żeby nie było zbyt łatwo, niektóre cząstki, takie jak foton – nie mają swoich antyodpowiedników, a właściwie to same nimi są. Nie istnieje antyfoton, jest tylko zwykły foton który jest jednocześnie swoją antycząstką. To jeden z nielicznych wyjątków, przeważająca ilość cząstek elementarnych ma swojego antyodpowiednika, który jest samodzielnym bytem.

Czy poza ładunkiem elektrycznym antymateria różni się czymś jeszcze? Istnieje kilka specjalistycznych właściwości, jak np. izospin (nie pytajcie), ale ogólnie najważniejszą różnicą jest ładunek. Gdyby w tym momencie, w jakiś magiczny sposób, cała materia wszechświata została zamieniona na antymaterię i na odwrót – to nie zauważylibyśmy żadnej różnicy… chociaż, do tego jeszcze wrócimy.

Ciekawa kwestia jest z grawitacją. Czy antymateria unosi się „do góry” czy ma coś wspólnego z antygrawitacją? Wszystkie znane nam prawa fizyczne sugerują, że nie. Antymateria powinna oddziaływać grawitacyjnie tak samo jak zwykła materia. Jednak fizycy chcę mieć pewność, dlatego prowadzone są eksperymenty, które mają to zbadać doświadczalnie[1],[2].

Anihilacja

Chyba najbardziej interesującym procesem z udziałem antymaterii jest anihilacja. Gdy cząsteczka antymaterii spotka się ze swoją materialną odpowiedniczką, obie ulegają unicestwieniu.

Całkowita energia obu cząstek zostaje przy tym wyzwolona pod postacią fotonów, czyli promieniowania elektromagnetycznego. Jak wielka to energia? Opisuje ją chyba najsłynniejszy wzór fizyki, czyli \(E=mc^2\). Mówi on, że każdy kawałek materii (lub antymaterii) posiada energię proporcjonalną do swojej masy. Jeśli jakieś cząstki, które miały masę ulegają unicestwieniu (tak jak podczas anihilacji), to musi towarzyszyć temu emisja energii. Zgodnie zasadą zachowania, energia nie może sobie po prostu ot tak zniknąć.

Anihilacja jest najwydajniejszą reakcją z możliwych, nie istnieje nic bardziej efektywnego.

Anihilacja występuje zawsze w parach. Tzn. cząstka anihiluje tylko ze swoją antybliźniaczką. Na przykład elektron z pozytonem. Kwark górny z antykwarkiem górnym. Natomiast elektron nie anihiluje z antykwarkiem itd.

Mowa tu o cząstkach elementarnych, bo na przykład proton czy neutron takimi nie są. Proton składa się z dwóch kwarków górnych i jednego dolnego, z kolei neutron z dwóch kwarków dolnych i jednego górnego. Dlatego proton może anihilować z antyneutronem częściowo, kwark dolny z antykwarkiem dolnym i kwark górny z antykwarkiem górnym, reszta zostaje. Trochę to zamieszane…

Na rysunku poniżej widzimy przykładową reakcję anihilacji. Elektron łączy się pozytonem (antyelektron) w wyniku czego cząstki te zamieniają się w promieniowanie elektromagnetyczne, czyli po prostu w fotony.

Anihilacja elektronu i pozytonu

Anihilacja elektronu i pozytonu

Jak już wspomniałem jest najwydajniejsza reakcja z możliwych. Antymateria jest najlepszym paliwem jakie tylko może istnieć. Niestety nie jest prosto ją wytworzyć, a jeszcze trudniej przechować. Ale o tym później. Na razie zastanówmy się jak powstaje.

Powstawanie antymaterii

Wiemy już, że połączenie materii i antymaterii powoduje wydzielenie się dużej ilości energii. A co jeśli odwrócimy ten proces? Czy z energii może powstać antymateria? Tak, i nie tylko ona.

Rozważmy proces odwrotny do anihilacji. Nie mamy teraz materii i antymaterii, tylko dużą ilość energii (na przykład pod postacią wysokoenergetycznych fotonów). Przy minimalnej pomocy z zewnątrz, możliwa jest spontaniczna zamiana naszego przykładowego fotonu w cząstkę i antycząstkę. Proces ten nazywa się kreacją par. Cząstki zawsze powstają w parach, nie da się wytworzyć samej antymaterii, jak i samej materii. Jeśli powołamy do życia jakąś cząstkę, to zawsze musi jej towarzyszyć jej antysiostra. Wydaje się to zrozumiałe, reakcja anihilacji to zamiana dwóch cząstek w energię, to reakcja przeciwna do niej musi oznaczać wykreowanie także dwóch cząstek, przeciwnych do siebie. Cała materia wszechświata powstała właśnie w ten sposób.

Kreacja elektronu i pozytonu

Kreacja elektronu i pozytonu

Ale zaraz, fotony to przecież światło, czy to oznacza że światło może się zamienić w materię?

Jak najbardziej, ale nie takie zwykłe światło. Fotony, z których światło się składa, muszą mieć dostatecznie wysoką energię, większą od energii cząstek które wytwarzają. Nie ma cudów, prawo zachowania energii jest rzeczą świętą. Czyli przykładowo: chcemy wytworzyć elektron i pozyton jak na rysunku powyżej. Elektron i pozyton mają takie same masy, w przybliżeniu 9,1 x 10-31 kg (podałem w kilogramach, ale pamiętajcie, że masa i energia to praktycznie to samo, można je przeliczać nawzajem, zgodnie ze wzorem \(E=mc^2\)), czyli foton który chce je wytworzyć musi posiadać co najmniej taką samą energię jak zsumowana energia (masa) tych cząstek. Nie ma nic za darmo, energia musi się zgadzać.

Foton o takiej energii, to już nie światło widzialne, tylko wysokoenergetyczne promieniowanie gamma. A takie jest dość rzadkie. Dlatego żarówki w waszych pokojach nie wytwarzają par cząstek, ponieważ energia fotonów które taka żarówka emituje jest zbyt niska.

A gdzie taka energia występuje?

Na przykład w akceleratorach cząstek elementarnych, takich jak Wielki Zderzacz Hadronów.

Zderzane tam cząstki wytwarzają ogromną energię, która następnie przekazywana jest najczęściej na fotony pośredniczące, które wytwarzają kolejne cząstki. W ten sposób powołuje się do życia cząsteczki, które następnie poddawane są badaniom.

Na podobnych zasadach, pary materii i antymaterii mogą powstać w górnych warstwach atmosfery. Wysokoenergetyczne promieniowanie kosmiczne zderza się cząsteczkami występującymi w atmosferze, powodując kreacje par.

I kolejna sprawa o której już trochę wspomniałem. Aby wytworzyć cząstki masywniejsze, energia cząstki inicjującej reakcje kreacji par musi być odpowiednio duża. Omawialiśmy przykład fotonu który zamienia się w pozyton i elektron, jednak nic nie stoi na przeszkodzie by powstały inne cząsteczki na przykład mion (taki cięższy elektron) i antymion. Wszystko zależy od energii inicjatora reakcji, im jest większa tym masywniejsze cząstki ma szanse wytworzyć. Ale, zawsze najbardziej prawdopodobne jest powstanie cząstek najlżejszych. Inne cząstki mogą powstać, ale rzadko. Po prostu natura tak ma, że woli powoływać do życia to co najlżejsze. A nawet jeśli wytworzy się coś ciężkiego, to po chwili się rozpada na składniki o mniejszej masie.

Jeszcze coś. Cały czas reakcję kreacji par inicjował foton. Jest to najpowszechniejszy nośnik energii, dlatego rozważaliśmy jego przykład. Istnieją także inne cząstki które to potrafią, np. bozon Z (zeton), jednak są one dość rzadko spotykane, dlatego spokojnie możemy się nimi nie przejmować.

Powstanie antymaterii może towarzyszyć także rozpadowi izotopów niektórych pierwiastków. Jednym z przykładów jest tutaj rozpad beta plus. Cięższy pierwiastek zamienia się w lżejszy emitując pozyton (antyelektron) oraz neutrino elektronowe. Wiele pierwiastków przejawia takie skłonności, wspomnę choćby o przemianie izotopu magnezu w sód. Taką reakcję możemy zapisać w postaci:

\[^{23}_{12}Mg \rightarrow \:^{22}_{11}Na + e^+ + \nu_e\]

Tłumacząc to na ludzki. Magnez (\(Mg\)) rozpada się do sodu (\(Na\)), emitując pozyton \(e^+\) i neutrino elektronowe (\(\nu_e\)).

Jako ciekawostkę można dodać, że izotop potasu (\(^{40}_{19}K\)) również emituje pozytony (średnio jeden na 75 minut)[3]. Izotop ten występuje np. w bananach…

Wirtualna materia i antymateria - fluktuacje kwantowe próżni

Wszystkie powyższe przykłady odnosiły się do materii i antymaterii rzeczywistej. A to jest jakaś inna? Jak się okazuje tak, „istnieje” jeszcze coś takiego jak materia i antymateria wirtualna. Na co to komu? Cóż, chociaż cząstki wirtualne nie istnieją, to niektóre efekty ich działania można zaobserwować. Brzmi to trochę jak wyznania chorego. Jak coś, co tak naprawdę nie istnieje, może na wpływać na rzeczywisty świat? No cóż… taka jest fizyka.

Wyobraźmy sobie idealną próżnie, usuwamy stamtąd wszystkie cząstki i mamy coś co z czystym sumieniem można nazwać próżnią. Czy coś tam się dzieje? Okazuje się że nieustannie powstają tam pary cząstek wirtualnych, które po chwili znikają. Pary, czyli cząstka i antycząstka. Powstają z nicości po czym po chwili anihilują. W przeciwieństwie do realnej materii i antymaterii, cząstki wirtualne obowiązują trochę inne zasady. Jedna z nich ma np. ujemną energię. Skoro powstały z niczego, to energia jednej musi równoważyć energię drugiej, czyli jedna może mieć energię dodatnią, druga ujemną. Powstawanie cząstek wirtualnych wynika z zasady nieoznaczoności Heisenberga.

No dobra, ale na co one?

Cząstki wirtualne, mają pewien wpływ na realny świat. Rozważmy ładunek dodatni umieszczony gdzieś w próżni. Dookoła niego powstają nieustannie cząstki wirtualne w parach cząstka/antycząstka. Jedna z nich ma ładunek dodatni, druga ujemny. Ta o ładunku ujemnym zanim zniknie zostanie przyciągnięta przez nasz dodatni ładunek umieszczony centralnie (jak na rysunku), cząstka o ładunku dodatnim zostanie odepchnięta nieco dalej. Efekt tego jest taki, że wirtualne cząsteczki ujemne osłabią nieco działanie centralnego dodatniego ładunku. Natomiast znajdujące się dalej cząsteczki dodatnie nie będą wstanie zrównoważyć tego negatywnego wpływu, gdyż znajdują się w dalszej odległości, a siła ładunku maleje wraz ze wzrostem odległości maleje. Mówimy, że cząstki wirtualne ekranują ładunek elektryczny.

Ekranowanie ładunku dodatniego przez wirtualne cząstki

Ekranowanie dodatniego ładunku przez chmurę wirtualnych cząstek

W efekcie siła pola ładunku elektrycznego nie maleje wraz z kwadratem odległości, jak uczą nas w szkołach, tylko minimalnie, minimalnie szybciej[4].

To jest jeden z efektów działania cząstek wirtualnych. Są jeszcze inne: promieniowanie Hawkinga, efekt Casimira. Wiele zjawisk fizycznych to efekt działania cząstek wirtualnych, które chociaż nie istnieją, to mają pewien wpływ na realny świat.

Co więcej, cząstki wirtualne mogą zaistnieć. Wystarczy dostarczyć im odpowiednią ilość energii, która opłaci „dług” jak został zaciągnięty na ich wytworzenie. Pojawienie się realnej pary cząstka/antycząstka (np. w akceleratorach), można interpretować jak dostarczenie energii cząstkom wirtualnym. By te mogły zaistnieć.

Z tego akapitu warto zapamiętać, istnieje takie coś jak cząstki wirtualne, które powstają spontanicznie z niczego, w parach cząstka/antycząstka. Mają one pewien wpływ na realny świat.

Zastosowanie antymaterii

Po tym dziwnym rozdziale przejdźmy do trochę bardziej przyziemnych spraw. W końcu to tekst o antymaterii. Do czego ona może się przydać.

Zacznijmy optymistycznie. Antymateria jest już rutynowo wykorzystywana w medycynie, także w Polsce. Pozytonowa tomografia emisyjna pozwala na zrobienie „zdjęcia” wnętrza ciała pacjenta. Pierwiastki promieniotwórcze emitują niewielkie ilości pozytonów (antyelektronów), które zderzają się z elektronami w ciele badanego doprowadzając do anihilacji.

Anihilacji towarzyszy emisja fotonów, które zostają przechwycone przez detektory. Na tej podstawie można w dość dokładny sposób określić miejsce anihilacji. A wierzcie lub nie, to już wystarcza do wygenerowania obrazu organu pacjenta.

Spore nadzieje wiązane są także z wykorzystaniem antymaterii do niszczenia komórek rakowych. Pierwsze eksperymenty są już prowadzone[5]. Jednak wdrażanie nowych metod do medycyny jest trudne, dlatego trzeba poczekać jeszcze kilka/kilkanaście lat na praktyczne zastosowanie.

Teraz odlecimy trochę dalej.

Jak już wspominałem wcześniej, antymateria w połączeniu z materią anihiluje, tworząc najbardziej wydajną reakcję z możliwych. Czyni to z niej idealne źródło energii, jak również ładunek wybuchowy. Anihilacja jednego grama materii i antymaterii powoduje wydzielenie energii porównywalnej z wybuchem bomby atomowej w Hiroszimie.

Ale omówmy bardziej pokojowe zastosowanie.

Anihilacja 10 miligramów antymaterii odpowiada spaleniu 120 ton paliwa rakietowego[6]. Czyli wspaniałe źródło energii do dalekich misji kosmicznych. Zamiast dźwigać tony konwencjonalnego paliwa, można wziąć niewielką ilość antymaterii i materii. No właśnie, ale czy tak naprawdę niewielką? Rozpędzenie statku o masie 100 ton do 0.1 prędkości światła wymagałoby ponad 300 ton antymaterii[7]. Taka prędkość pozwoliłaby na dotarcie do najbliższej naszemu układowi gwiazdy w 44 lata. A właściwie to na przelecenie obok takiej gwiazdy, bo hamowanie wymaga takiej samej energii co rozpędzanie.

Ale antymateria nie musi być głównym źródłem napędu, rozważane są także rozwiązania w których antymateria jest tylko katalizatorem do reakcji fuzji jądrowej. Paliwem takiej rakiety byłby wodór, wspomagany niewielką ilością antymaterii. Jednak tego typu napęd sprawdza się jedynie dla „niskich prędkości”, dlatego jest użyteczny w obrębie naszego układu. Statek o masie 100 ton doleciałby do Jowisza w rok, potrzebując tylko kilkadziesiąt mikrogramów antymaterii jako katalizator[7]. To i tak szybko, sonda Juno potrzebowała na to ponad 5 lat[8].

A więc mówimy mikrogramach antymaterii. Może się wydawać, że to niewielka ilość. Ale jeśli spojrzymy na rzeczywistą ziemską produkcję…

Produkcja antymaterii

Łapanie antycząstek emitowanych przez promieniotwórcze pierwiastki sprawdza się może w medycynie. Ale do zastosowania jako źródło energii potrzebujemy większej jej ilości. A to umożliwia jedynie sztuczna produkcja.

W największym ośrodku produkcji antymaterii, czyli CERN, uzyskiwano średnio 30 milionów antyprotonów na 2 minuty działania aparatury[9]. Wydaje się, że to sporo, ale zakładając że sprzęt pracowałby bez przerwy, jeden mikrogram antymaterii zostałby wyprodukowany po 100 tysiącach lat… Jeden gram, to już 100 miliardów lat… O tonach nawet nie wspomnę.

Oczywiście technika idzie do przodu, obecnie w CERN prowadzone są próby w świeżo wybudowanym spowalniaczu antyprotonów o nazwie ELENA[10]. Szacuje się, że jego wydajność może być nawet 100-krotnie większa[11]. Niestety to nadal o wiele za mało.

Wszystko to powoduje, że cena antymaterii jest kosmiczna. Często określa się ją jako najdroższą substancję świata. Obecnie ciężko znaleźć kogoś, kto by się pokusił o oszacowanie kosztów jej produkcji. Różne źródła podają rozbieżne wartości, choć oczywiście bardzo wysokie. Od 25 miliardów dolarów za gram[12], aż do 62.5 bilionów dolarów za gram[13]. Ta niższa wartość miałaby być osiągalna przy wykorzystaniu obecnie opracowywanych technologii.

Pewną nadzieję daje pozyskiwanie antymaterii istniejącej w naturze. Nie mówię tutaj o hodowaniu bananów. Pewne niewielkie ilości antymaterii wykryto w ziemskiej magnetosferze[14], jest ich nawet więcej niż się początkowo spodziewano. Jednak dalej są nanogramy. Dlatego może warto szukać na orbitach planet o znacznie silniejszym polu magnetycznym. Najbardziej obiecujący jest Saturn[15], gdzie może fruwać nawet setki mikrogramów antymaterii. Szaleństwo…

Przechowywanie antymaterii

Co by jeszcze bardziej utrudnić sprawę - ogromnym problemem jest przechowywanie antymaterii. Nawet jeśli znaleźlibyśmy jej złoże, to nie możemy sobie po prostu nakopać antymaterii do wiaderka. Całość uległaby anihilacji. Każdy kontakt ze zwykłą materią powodowałby eksplozję.

Dlatego naukowcy przechowują antymaterię w specjalnych pułapkach. Jeśli mówimy o cząsteczkach obdarzonych ładunkiem elektrycznym, takie jak antyprotony – sprawa jest prosta. Łapane są w pole elektromagnetyczne, które skutecznie trzyma je w ryzach w pewnej odległości od zwykłej materii. Dla niewielkiej ilości antymaterii działa to wspaniale, mogą być trzymane przez setki dni[16]. Natomiast gdy jest jej więcej, robią się problemy. Każda cząsteczka jest jednakowo naładowana, a jednoimienne ładunki się odpychają. Im jest ich więcej, tym siła odpychająca jest coraz większa. W efekcie przy dokładaniu coraz to nowych cząstek siły elektromagnetyczne działające pomiędzy cząstkami przezwyciężają pole elektromagnetyczne pułapki. Antymateria ląduje na ściankach urządzenia, po czym po prostu anihiluje.

Ile to jest dużo cząstek? Szacuje się, że jedna pułapka może pomieścić ich trylion[17]. Jeśli to protony, to mają masę rzędu trylionowej części grama…

Gorzej jest z cząstkami neutralnymi. W przypadku antyneutronów sprawa jest przegrana. Ale na przykład antyatomy wodoru, choć jako całość są neutralne, z uwagi na niejednorodną strukturę wewnętrzną (proton i pozyton), wykazują niewielką podatność na działanie pola elektromagnetycznego[18]. Trzeba działać nieco subtelniej, ale jest to możliwe. Przechowywano antyatomy wodoru już przez 16 minut[19].

Wszystkie powyższe problemy właściwie przekreślają bardziej ambitne zastosowania antymaterii w przewidywalnym okresie czasowym. Silniki na antymaterię, antymateria jako praktyczne źródło energii, broń na antymaterię. Wszystko to jest możliwe w teorii, ale w praktyce na przeszkodzę stoi niewielka ilość antymaterii w naturze, oraz problemy z jej produkcją oraz przechowywaniem.

Ale zaraz, właściwie dlaczego antymaterii jest tak mało?

Asymetria między materią i antymaterią

Zastanówmy się. Obecnie głównym sposobem na wytworzenie antymaterii jest jej produkcja w akceleratorach. Czasami mówi się, że warunki w akceleratorze bardzo przypominają te z pierwszych chwil po Wielkim Wybuchu - bardzo dużo energii nagromadzonej w niewielkiej przestrzeni.

Z wcześniejszych akapitów, powinniście już wiedzieć, że tam gdzie dużo energii (np. pod postacią fotonów) to tam powstają pary cząstka/antycząstka. Dzieje się tak w akceleratorach, działo się też tak zaraz po Wielkim Wybuchu. Prawie cała materia we wszechświecie, powstała właśnie w taki sposób. Coś co początkowo było wysokoenergetyczną „zupą” wytworzyło kwarki, elektrony i inne tego typu rzeczy, doprowadzając w końcu do powstania atomów.

Do czego zmierzam. Kreowane cząstki zawsze powstają w parach – cząstka materialna i antymaterialna. Skoro powstawały one w równych ilościach, podczas Wielkiego Wybuchu… to gdzie do cholery znajduje się cała antymateria? Powinno być jej tyle co zwykłej materii. A nie jest.

A może jednak jest, tylko jej nie widzimy? Może gdzieś daleko w kosmosie znajdują się planety zbudowane z antymaterii i antyufoludki?

Niestety to by było za proste. Jeśli we wszechświecie znajdowałyby się duże skupiska antymaterii, to po pewnym czasie w końcu trafiłyby na zwykłą materię i anihilowały. W efekcie moglibyśmy obserwować na niebie dziwne, potężne wybuchu niewiadomego pochodzenia. A nic takiego nie widać.

Antymaterii raczej jest bardzo mało i jest produkowana „na bieżąco” w małych ilościach, po czym anihiluje. W sumie to dobrze, świat jest nieco spokojniejszy.

Ale pytanie zostaje, dlaczego antymaterii jest tak mało?

Nie wiadomo. Jeśli macie jakieś przekonujące, udokumentowane rozwiązanie, to już możecie kupować bilet do Szwecji, po odbiór nagrody Nobla. Jest to jedna z większych zagadek fizyki.

Pewne niewielkie asymetrie obserwowane są w akceleratorach cząstek. Przykładem może być tutaj rozpad cząstek zwanych kaonami[20] (składają się z dwóch kwarków). Podobnie jak niedawno odkryta asymetria w rozpadzie barionów[21] (te mają po 3 kwarki). Eksperymenty te dają jakąś nadzieję na przyszłość, ale do prawdziwego wyjaśnienia jeszcze daleko. Tym bardziej, że współczesne teorie fizycznie nie wiedzą jeszcze za bardzo dlaczego te asymetrie istnieją.

Co by uświadomić sobie o jakich wartościach mówimy.

Jeśli zaraz po Wielkim Wybuchu, na każdy miliard cząstek antymaterii przypadała jedna dodatkowa cząstka to materii[22], to wystarczy już to wytłumaczenia ilości materii i antymaterii w dzisiejszym wszechświecie. Miliard cząstek i antycząstek uległo anihilacji, a ta jedna z nielicznych została by tworzyć dzisiejszy świat. Następował efekt kuli śniegowej. Cząstki anihilowały wytwarzając fotony produkujące kolejne cząstki, cały czas z tą minimalną nadwyżką zwykłej materii. W efekcie prawie cała antymateria znikła. A to umożliwiło spokojne powstanie gwiazd, planet, a potem życia.

A więc antymateria nie jest idealnym przeciwieństwem materii – musi się czymś nieznacznie różnić. Niestety nie wiadomo jeszcze co to takiego.

  1. Ilustracja tytułowa, detektor ATLAS w CERN podczas montażu. CERN