TÆKNI/Rætast draumar vísindaskáldsögunnar um ofurorku og kjarnorkuknúin geimför

TÆKNI/Rætast draumar vísindaskáldsögunnar um ofurorku og kjarnorkuknúin geimför?

Frumeindir úr andefni

eru staðreynd

NÝLEGA hefur í kjarnorkurannsóknastöðinni í Cern í Sviss tekist að búa til níu vetnisfrumeindir úr andefni. Kannski væri andvetnisfrumeindir réttara nafn. Í stað þess að vetni sé gert úr kjarna úr jákvætt hlaðinni róteind og neikvætt hlaðinni rafeind á ferð utan um kjarnann, er andfrumeindin úr neikvæðri andróteind með jákvætt hlaðna andrafeind utan um. (Sjá mynd.) Andefnisfyrirbrigðið hefur verið þekkt frá um 1930, er eðlisfræðingurinn P. Dirac komst að nauðsyn tilveru þess út úr eðlisfræðijöfnum sínum. Hingað til hafa menn einungis framkallað einstakar öreindir. Enn koma fræði A. Einsteins til skjalanna, og enn hin fræga formúla E=MC2. Í kjarnorkusprengjunni sjáum við vinstri hlið jöfnunnar verða að hægri hlið, þ.e. efni að orku. Í smáum stíl hefur fyrir löngu tekist að láta ummyndunina verða á öfugan veg, að ljósorka verði að öreindum, t.d. rafeind og andrafeind.

að hefur hingað til ekki tekist að búa til efniseindir úr orku nema jafnmikið verði til af "venjulegum" efniseindum og andeindum þeirra. Fyrir hverja rafeind verður til ein andrafeind, og samsvarandi á við um róteindir. Sama skilyrði kom út úr jöfnum Diracs. Þetta hefur fengið menn til að trúa að jafnmikið sé af efni og andefni í alheiminum. En hvar er andefnið? Það getur ekki fyrirhitt venjlegt efni nema úr verði sprenging, efni verði að orku. Ég veit ekki betur en svo að heilar vetrarbrautir úr andefni væru með okkar mæliaðferðum óaðgreinanlegar frá vetrarbrautum venjulegs efnis. Þær haga sér að öllu leyti eins, hvorum flokknum sem vetrarbrautin heyrði til. Þannig vitum við ekki nema alheiminum sé deilt í stórar deildir venjulegs efnis annarsvegar og andefnis hinsvegar. Eitthvað af ofurgeislunarorku úti í alheiminum gæti myndast við árekstur "venjulegra" vetrarbrauta við vetrarbrautir úr andefni. En af hverju erum við að slægjast eftir að búa til andefni, úr því að vitum að það er til, og er í þokkabót ekki orðið sérstaklega dulafullt fyrirbrigði? Það djarfar stundum fyrir þeirri skoðun í fjölmiðlum að andefni sé lausn á orkuvandamálinu. Svo er ekki, nema þá að við fyndum "eyju" andefnis innan seilingar okkar í alheminum, sem er nánast útilokað. Við þurfum að búa til það andefni sjálf sem við ætlum að nota fyrir orkugjafa, og það kostar okkur vafalítið allmiklu meira en orkan sem það gefur af sér. En það er eftirsóknarvert af því að það er ofursamþjappað form orku. Þar sem við breytum minna en prómilli eldsneytis í orku með núverandi aðferðum kjarnorkunnar, breytum við andefninu öllu í orku. Það kostar brot úr grammi að koma gervitungli á braut um jörðu, og smámola af því að koma eldflaug á milli sólkerfa á hraða sambærilegum við ljóshraðann. Til að ná hálfum ljóshraða og vera átta ár á leið til næstu fastastjarna þarf massi eldsneytisins að vera rúmlega sjötti hluti af massa geimfarsins.

Aðferðin við að búa andfrumeindirnar til felst í að hraða venjulegum róteindum í hraðli. Við árekstur þeirra við kyrrstætt efni myndast alls konar eindir, og þá eins og áður er sagt jafnmargar andeinir og eindir venjulegrar gerðar. Auðvelt er að stýra eindum á hreyfingu með hjálp rafsegulsviðs, og nota til þess massa þeirra, seguleiginleika og rafhleðslu. Þannig má sía andróteindir frá öðrum eindum, geyma þær í segulsviði, því að vitaskuld er ekki gerlegt að nota geymi úr venjulegu efni. Lendi þessar eindir í árekstri við frumeindir einhverrar gerðar myndast aftur ýmiskonar eindir, andeindir sem og venjulegar, og þ.á m. jáeindin, sem er hið eina sem andróteindina vantar til að mynda andvetnisfrumeind. Myndun hennar sést aftur á því að andrafeindin og andróteindin mynda óhlaðna heild, og fer allt aðra braut í rafsegulsviði en eindirnar tvær hefðu hvor um sig farið.

VETNISFRUMEIND og spegilmynd hennar úr andefni. Í stað róteindar og rafeindar eru komnar andróteind og andrafeind með viðsnúnum rafhleðslum.

Egil

Egilsson