Nr. 4/2005


Uued tuuled
Antimaailma antiparadoks

Kui Jumal lõi taeva ja maa, siis lõi ta ka antitaeva ja antimaa. Iga taeva ja maa kohta lõi Jumal ühe antitaeva ja antimaa. Ja miks olekski ta pidanud eelistama üht teisele?

Kuid füüsikud väidavad siiski, et Jumal oli kummalisel kombel taeva ja maa poolel, jättes antitaeva ja antimaa vaeslapse ossa.

Uskmatud füüsikud kinnitavad teile omas keeles, et energia, mis universumi tekitanud Suures Paugus vallandus, oleks pidanud looma võrdse koguse ainet ja antiainet. Kuidas aga siis tekkis selline universum, mida me praegu tunneme, kus antiainet otsi või tikutulega?

Seaduserikkujad

Neljakümne aasta eest vastas sellele küsimusele Vene füüsik Andrei Sahharov nõnda, et osakesed lagunevad aeglasemalt kui antiosakesed. Ja põhjuseks on nähtus, mida kutsutakse CP-sümmeetria rikkumiseks. C tähistab siin laengut, P aga paarsust. CP-sümmeetria tähendab, et antiaatomi peegelkujutis käitub täpselt samamoodi nagu tavaline aatom. See tähendab, et kui inimene on paremakäeline, siis antiinimene oleks vasakukäeline.

Kui seadust rikutakse, siis kui palju? Nagu inimühiskonnas, on ka algosakeste maailmas seaduserikkumise suurusel oma hind. Et jõuda välja meie universumini, peab CP-sümmeetriat rikkuma parasjagu. Praegu käib kaks eksperimenti, milles uuritakse, kui suur kõnealune rikkumine on. Stanfordi lineaarkiirendi keskuses ja Jaapanis Tsukubas uuritakse B-mesoniteks kutsutavate osakeste ja antiosakeste käitumist. 2004. aasta augustis teatasid mõlemad keskused, et nad registreerisidki CP-sümmeetria rikkumise B-mesonite poolt. Teatud laadi lagunemist esineb osakestel enam kui antiosakestel.

See pole üllatav. Küll aga on üllatav asjaolu, et ühe kindla reaktsiooni puhul registreeriti veidi suurem CP-sümmeetria rikkumine, kui see sobiks olemasolevasse, osakestemaailma kirjeldavasse nn standardmudelisse. See võib viidata mingi seniavastamata algosakese olemasolule.

CP-sümmeetria rikkumise ulatus ei näi aga olevat piisav, et Sahharovi mudeli põhjal meie maailma osakese-antiosakese ebasümmeetriat seletada.


Mured antiainega

Kogu sellel hirmkallil antiosakestega jahmerdamisel on lisaks püüdele maailma mõista pistmist ka energeetikaga. NASA andmetel annaks 42 milligrammi antiprootoneid kohtumisel prootonitega sama palju energiat kui 750 tonni kosmosesüstiku välimises kütusepaagis olevat kütust ja oksüdanti. Miks mitte ehitada siis antiainel töötav jõumasin?

Ent kust seda antiainet võtta? Euroopa tuumauurimiskeskus CERN toodab 100 sekundiga 20 miljonit antiprootonit. See tähendab, et kosmosesüstiku lennuks vajaliku antiaine koguse saamiseks läheb vaja 4,2 miljardit aastat ehk siis vaid neli korda vähem aega kui universumi praegune vanus.

Teine asi on, kuidas antiainet hoida, nõnda et see enne vajalikku aega ainega kokku ei saaks ja oma suurt pauku ei vallandaks. Praegused neutraalsete aatomite lõksud säilitavad vaid miljoneid aatomeid. On välja pakutud säilitada antivesinikku tahketes pelletites, nagu hoiame kuuris saepuru. Need pelletid oleksid kümnendiku-millimeetrise läbimõõduga elektriliselt laetud tolmuterakesed, mis siis elektrilõksus hõljuksid.

Noh, ja kui ka antiainet õnnestuks turvaliselt säilitada, siis peaks selle energia kuidagiviisi tõukejõuks muundama, et rakett ikka õiges suunas liiguks.

Kui elektron ja positron kokku saavad, vabaneb energia kahe vastassuunalise gammakiire moel. Prootonid ja antiprootonid tekitavad energilisi lühikese elueaga piioneid. Nende osakeste energia võiks muundada esmalt soojusenergiaks, miskaudu siis tõukejõuks. On pakutud välja ka kosmoselaeva külge kinnitatud omamoodi purje idee. Uraaniga kaetud süsinikust purjes hakkab toimuma uraani tuumareaktsioon, kui seda antiaine pelletitega tulistada. Sel viisil vabastatud aineosakesed tõukavad kosmosesõidukit.

Mida arvavad tuumareaktsiooni vallandamisest kosmosesüstikul keskkondlased, on vaid üks ja tilluke küsimus. Põhiuba on siiski selles, et ulmefilmid on toredad asjad, ent need ei toida kõhtu. Tasuta lõunaid ju ei ole.

Antimaailma kohta kehtib küll antiparadoks. On olemas tasuta lõunaid. Ja meie oleme seal pakutava toidu süüa.

Sest oleme omal kombel antimateeria toidul. See tähendab siis – mateeria õgida. Sest antiainet toodab pidevalt meie enda kodune Päike. 2002. aasta juulis näiteks täheldasid astronoomid Päikesel purset, mille käigus tekkis pool kilo antiainet.



Tiit Kändler