Самая дорогая вещь в мире — это антиматерия, цена 1 грамма в 2018 году достигла 8,5 квадриллионов евро, сообщает LRT. В то время это было в 100 раз больше, чем годовой ВВП всего мира.

Антиматерия — это как зеркальное отражение окружающей нас материи. Она производится в единственном месте на Земле — на фабрике антиматерии, принадлежащей Европейской организации ядерных исследований (CERN), — но, к сожалению, не для продажи, а для научных исследований.

В сентябре 2026 года в Вильнюсе состоялась крупнейшая в истории Литвы встреча физиков-ядерщиков. Сотни ученых из разных стран работают в одной из крупнейших подземных лабораторий мира – Европейского агентства по ядерным исследованиям (CERN). Лаборатория, где находится большой адронный коллайдер, расположена на глубине 100 метров под землей в 27-километровом кольцевом туннеле. Коллайдер представляет собой гигантскую инфраструктуру – он весит 5600 тонн, имеет длину 21 м, высоту 10 м и ширину 13 м.

«Это самая важная встреча года, в ходе которой мы принимаем важнейшие решения о нашем будущем и узнаем о наших самых интересных достижениях», — заместитель директора эксперимента коллайдера, доктор Паула Коллинз о мероприятии, состоявшемся в Вильнюсе. Британка, имеющая литовские корни, сказала, что этот визит стал удивительным личным путешествием, а также фантастическим научным опытом. «Я узнала о Литве от своей бабушки. Я мечтала приехать сюда», — улыбается она. «Невероятно, что делают литовские ученые. Нам провели экскурсию по лабораториям, и, конечно же, мы увидели лазеры, разработку кремниевых детекторов, фотонику. Это, очевидно, очень креативно, они создают компании с невероятной скоростью и буквально двигают экономику вперед. (…) Мы обсудили центр обработки данных по искусственному интеллекту, который будет создан в Литве. А искусственный интеллект — это важная часть нашей работы. Я думаю, это страна возможностей», — сказал г-н Коллинз.

Технологии CERN помогают создавать аппараты искусственной вентиляции легких и электрические самолеты. Многие, вероятно, слышали, что CERN — это место рождения сенсорных экранов и Всемирной паутины , которой мы все сегодня пользуемся . Но это лишь несколько примеров. Например, в 2021 году сама г-жа Коллинз вместе со своими коллегами из CERN разработала аппарат искусственной вентиляции легких для пациентов с COVID-19 и другими заболеваниями легких. В настоящее время CERN сотрудничает с несколькими компаниями в развивающихся странах для разработки собственных аппаратов ИВЛ с использованием принципов, разработанных учеными ЦЕРН.

Миндаугас Шарпис, руководитель группы коллайдера в Вильнюсе, рассказал, что CERN стал местом зарождения позитронно-эмиссионной томографии, которая сегодня широко используется для диагностики опухолей. «Когда-то мы даже не знали, что такое позитрон, что это частица антиматерии. А теперь даже в Литве, и в Вильнюсе, и в Каунасе у нас уже есть коммерчески доступные устройства. Они дорогие и сложные, но мы уже диагностируем заболевания с помощью антиматерии», — говорит физик.

Антиматерия, или антиматерия, — это зеркальное отражение материи, которая существует повсюду вокруг нас. Ее активно изучают в CERN. По словам ученого, некоторые проекты CERN также могут найти свое место в энергетическом секторе. Например, ведется разработка сверхпроводящих проводов. «Для прокладки линии мощностью в мегаватт нам пришлось бы вырыть траншею шириной шестьдесят метров — нужно вырубить столько леса и так далее, и в итоге получается огромная автомагистраль, но не для автомобилей, а для передачи электроэнергии. В Литве у нас тоже есть подобные сооружения. Теперь же мы, вероятно, сможем уместить все это в четырехметровую траншею и передавать энергию — и мы будем делать это гораздо экологичнее и без потерь энергии, потому что будем передавать энергию практически без потерь», — говорит физик.

В Мюнхене уже планируется прокладка сверхпроводящего кабеля длиной 15 км, а прототип этой технологии эксплуатируется там с 2024 года. По словам собеседника, эту технологию также можно использовать для создания электрических самолетов. «Эти сверхпроводящие провода позволили бы нам очень быстро, вероятно, примерно через пять лет, создавать электрические самолеты, потому что электрическим самолетам необходимо передавать много энергии на относительно небольшой площади», — говорит М. Шарпис. «Если мы хотим иметь электрический самолет, который будет летать и быть надежным, нам нужен такой медный кабель. Тогда масса самолета значительно увеличивается, тогда нам нужен еще больший самолет, и происходит такая цепная реакция. Теперь мы можем передавать огромное количество энергии на двигатель самолета через тонкий кабель — всего лишь провод — и вес не увеличивается, и мы можем создавать электрические самолеты».

На основе знаний, накопленных в CERN, был создан танкер, пригодный для транспортировки сжиженных газов, таких как гелий: «Мы теряем около 40% гелия. Дело в том, что он чрезвычайно текучий, и даже через микротрещины в металле он немного вытекает. В CERN у нас самый большой объем жидкого гелия, сотни тысяч литров, и мы знаем, как его поддерживать».

М. Шарпис добавляет, что современные компьютерные томографы даже способны «окрашивать» разные ткани: «Если это мышца, то одним цветом, если кость — другим, если сухожилие — еще одним. И теперь результаты рентгеновского исследования гораздо проще понять». Чип для подсчета фотонов используется, например, в дозиметрии, когда необходимо очень точно определить дозу облучения при лучевой терапии, при сканировании объектов в аэропорту, в медицинских исследованиях, а также в специальных камерах, встроенных в некоторые микроскопы и телескопы.

По словам Коллинз, эта технология будет и дальше совершенствоваться за счет модернизации детектора коллайдера. «Мы собираемся добавить информацию о времени. То есть для каждого входящего фотона нам нужно знать, сколько пикосекунд потребовалось, чтобы он достиг цели. Это очень полезно для медицинской визуализации, потому что мы, по сути, добавляем четвертое измерение», — говорит физик, добавляя, что это позволит врачам еще точнее определять опухоль или любой другой изучаемый объект.

Ученые лаборатории коллайдера изучают зеркальное отражение материи. В позитронно-эмиссионной томографии используется антиматерия, или, точнее, ее частицы — позитроны. Ядро всех атомов состоит из нейтронов и протонов, а вокруг них вращаются электроны. Это частицы. При этом частицы одинаковой массы, но противоположного заряда называются античастицами. Например, частицей, противоположной электрону, является упомянутый выше позитрон. Позитрон был первой частицей антиматерии, обнаруженной экспериментально в 1932 году. Сегодня мы знаем, что большинство частиц имеют свои античастицы. Миндаугас Шарпис утверждает, что ученым CERN даже удалось создать антиатомы. «Присоединив антиэлектрон к антипротону, мы получаем антиводород и даже более тяжелые атомы». Вся химия также двойственна. Может существовать химия и антихимия, и проблем не возникнет. Просто мы живем во Вселенной, где доминирует материя, и нам нужно удерживать каждый антиатом в вакууме и магнитных ловушках, чтобы он не вступал в реакцию со стеной, молекулой воздуха и т. д. Мы удерживаем антиводород таким образом уже почти год», — говорит физик.

М. Шарпис упоминает один очень важный и сложный аспект: для того чтобы античастица не исчезла, ее необходимо защитить от окружающей среды, состоящей из материи. «Антиматерия существует как противоположность материи. Если вы помните уравнение E = MC², вы можете представить, что у вас есть частица с определенной массой и ее античастица. При столкновении происходит аннигиляция, и все, что остается, — это энергия, которая, конечно же, огромна», — говорит Коллинз.

Считается, что во время Большого взрыва должно было образоваться равное количество материи и антиматерии. Затем они должны были встретиться и уничтожить друг друга, высвободив огромное количество энергии. Однако этого не произошло, потому что все, что существует вокруг нас, включая людей, состоит из материи.

Ученые в рамках эксперимента с коллайдером исследуют причины этого явления, наблюдая за едва заметными изменениями в поведении материи и антиматерии. Однако у науки пока нет доказательств существования где-либо планеты или галактики, состоящих из антиматерии. «Существуют космические туманности, солнечный ветер, межгалактический ветер, поэтому частицы движутся в космосе и в галактике, и даже между галактиками. И если бы существовали области, где в одном месте находится материя, а рядом — антиматерия, мы бы увидели очень, очень четкие границы — эти области, где сталкиваются материя и антиматерия, постоянно освещались бы очень энергичными фотонами, потому что происходила бы постоянная аннигиляция. (…) Мы бы определенно увидели такое в космологическом и астрономическом плане. Поскольку мы ничего подобного не видим, мы говорим, что инопланетянин все-таки не вылетел бы из антиматерии», — говорит физик.

Антиматерия аннигилирует при столкновении с материей. Однако возникает вопрос: можно ли обнаружить её где-нибудь на Земле? М. Шарпис утверждает, что небольшие количества короткоживущей антиматерии постепенно появляются в процессе излучения. Так она образуется даже в организме человека. «Наши организмы испускают позитроны — антиэлектроны, бананы испускают позитроны. Однако тот антиэлектрон, который вылетел из человеческого тела или откуда-либо еще, немедленно реагирует с каким-то электроном, вероятно, еще находясь в наших организмах, и просто исчезает», — говорит М. Шарпис. Коллинз добавляет, что антиматерия также образуется в нашей атмосфере. «Мы живем в условиях, которые напоминают ливень космических лучей. Когда космические лучи взаимодействуют с атмосферой, они постоянно создают выбросы частиц, и эти выбросы частиц на очень короткое время порождают небольшое количество материи и антиматерии», — говорит ученая.

Однако, если вы хотите приобрести большее количество антиматерии, вам следует отправиться на Фабрику антиматерии в CERN, где есть способы производить, хранить и даже транспортировать антиматерию. Но, как утверждает М. Шарпис, даже там образуется крайне малое количество антиматерии, поэтому, если бы нам понадобился, например, 1 грамм этой загадочной материи, технология ее производства потребовала бы миллиарда лет. Конечно, это было бы настолько дорого, что это даже трудно себе представить.

«Мы создаем облако антиматерии, скажем, антипротонов, а затем играем с этим облаком. Если бы мы начали подсчитывать стоимость одного грамма, она оказалась бы намного выше, чем сумма денег во всей мировой экономике», — говорит литовский специалист, работающий в CERN. Согласно данным 2018 года, 1 грамм антиматерии, не считая зарплат ученых, стоит 8,5 квадриллионов евро. В то время это было в 100 раз больше годового мирового ВВП. Таким образом, можно с уверенностью сказать, что антиматерия — самый дорогой товар в мире.

М. Шарпис говорит, что в настоящее время исследования антиматерии проводятся только учеными в CERN . Это связано с тем, что производство антиматерии — очень дорогостоящий и сложный процесс, и до сих пор не существовало способа ее транспортировки. Однако в марте этого года ученые объявили хорошие новости — им удалось перевезти антиматерию в грузовике. «Тот факт, что мы смогли поместить всю эту очень сложную технологию — магнитную систему, вакуумную систему и систему бесперебойного питания, поскольку она требует большого количества электроэнергии, — в грузовик, пока что перевозить антиматерию по территории CERN, а затем вернуться и убедиться, что этот атом антиматерии все еще там, — это очень и очень хорошо», — говорит физик. По его словам, хотя этот эксперимент длился всего около часа, он является важным шагом на пути к распространению научных исследований антиматерии на другие страны, включая Литву.

«Если через несколько лет мы достигнем уровня, когда сможем перевозить антиматерию грузовиками в немецкую лабораторию, в итальянскую лабораторию, доставлять антиматерию в Литву и проводить с ней исследования, то, возможно, мы сможем производить ее в CERN, поскольку это наиболее экономически эффективный способ, и тогда мы сможем изучать антиматерию гораздо больше и гораздо шире», — убежден М. Шарпис.

Фото CERN.