Η αντι-ύλη η τελευταία μας ελπίδα..!

 Η προέλευση, η ιστορία και οι δυνητικές εφαρμογές της αντι-ύληςΤου Βασίλη Χαλουλάκου*
Τα πάντα στη φύση είναι σε δυαδική μορφή και εμφανίζονται ως ζεύγη. Στους ανθρώπους και στο ζωικό βασίλειο έχουμε το αρσενικό και το θηλυκό, υπάρχει το πάνω και το κάτω, το δεξιά και το αριστερά, το ορθό και το λανθασμένο, το θετικό και το αρνητικό, κ.ο.κ. Η δυαδική μορφή της φύσεως επιτρέπει στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές να λειτουργήσουν έχοντας ως βάση το δυαδικό αριθμητικό σύστημα, στο οποίο οι μόνοι αριθμοί που υπάρχουν είναι το ένα (1) και το μηδέν (0). Σε ένα τέτοιο αριθμητικό σύστημα το νούμερα γράφονται ως εξής: Το μηδέν ως 0, το ένα γράφεται ως 1, το δύο ως 10, το τρία ως 11, το τέσσερα ως 100, το πέντε ως 101, το δέκα ως 1010, κ.λ.π.
Αντίστοιχα, έχοντας δεχθεί την ύλη θα πρέπει να δεχθούμε και την
αντι-ύλη. Το μόνο που πρέπει να προσέξουμε είναι να μην έρθουν σε επαφή διότι τότε θα γίνει μια ακαριαία έκρηξη στην οποία και τα δύο θα εκμηδενιστούν αμέσως. Ο γνωστός νομπελίστας των φυσικών επιστημών Ρίτσαρντ Φάηνμαν (Richard Feynman) έλεγε «κάπου έξω στο σύμπαν ή ίσως στο αντι-σύμπαν, υπάρχει κάποιος όμοιος σαν εσένα, αλλά κάνει τα πάντα ανάποδα. Δηλαδή, όταν εσύ στρέφεσαι δεξιά, αυτός στρέφεται αριστερά, όταν εσύ χαιρετάς με το δεξί σου χέρι αυτός χαιρετά με το αριστερό κ.λ.π. Μην τολμήσεις όμως να αγγίξεις το χέρι αυτό, διότι και οι δύο σας θα γίνετε ακαριαίως ραδιενέργεια, βάσει της εξίσωσης του Αϊνστάιν (Einstein) E = mc2», όλα αυτά από θεωρητικής πλευράς. Αλλά η ύπαρξη αντι-ύλης πρέπει να βεβαιωθεί με μαθηματικό και πειραματικό τρόπο.

Η πρώτη μαθηματική ένδειξη ύπαρξης αντι-ύλης έγινε από τον Πωλ Ντίρακ (Paul Dirac) το έτος 1928, όταν παρατήρησε ότι οι εξισώσεις του για το ηλεκτρόνιο του ατόμου του υδρογόνου είχαν αποδεκτές λύσεις και για την περίπτωση του θετικού ηλεκτρονικού φορτίου. Ήταν όμως γνωστό και αποδεδεγμένο ότι στη φύση υπήρχαν μόνο αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια.

Οι εικόνες στα δεξιά είναι ασθενών που πάσχουν από Αλτσχάιμερ

Το 1932 ο Καρλ Άντερσον (Carl Anderson) ανακάλυψε μέσω πειράματος τα θετικά ηλεκτρόνια ή αντι-ηλεκτρόνια τα οποία ονόμασε ποζιτρόνια (positrons). Αμέσως αναγνωρίστηκε η προσφορά του Πωλ Ντίρακ και του δόθηκε το βραβείο Νόμπελ φυσικής το 1933 και η ύπαρξη της αντι-ύλης έγινε αποδεκτή. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να δεχθούμε και την ύπαρξη του αντιπρωτονίου, δηλαδή του πρωτονίου με αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο. Με τα δύο αυτά σωματίδια είμαστε στην ευχάριστη θέση να δημιουργήσουμε αντι-υδρογόνο με αρνητικό πυρήνα και θετικό ποζιτρόνιο σε περιστρεφόμενη τροχιά.
Η ανακάλυψη του αντιπρωτονίου έγινε το 1955 στο Πανεπιστήμιο Μπέρκλεη στη Καλιφόρνια των Ηνωμένων Πολιτειών (Berkeley California) από την ομάδα του Εμίλ Σεγρέ (Emile Segre) στην οποία συμμετείχαν μεταξύ άλλων ο Έλληνας ομογενής καθηγητής Αθανάσιος Υψηλάντης (Tom Ypsilantis) και ο φοιτητής από την Ελλάδα Θεόδωρος Καλογερόπουλος. Το Νόμπελ για την ανακάλυψη αυτή δόθηκε μόνο στους Σεγρέ και Τσάμπερλαιν το 1959.
Η αντι-ύλη παρασκευάζεται σε ειδικά εργαστήρια με επιταχυντές και πρέπει να αποθηκεύεται σε ειδικά μαγνητικά δοχεία ώστε να μην έρχεται σε επαφή με ύλη διότι θα γίνει ακαριαία έκρηξη και αμοιβαία μετατροπή και των δύο σε ραδιενέργεια. Έχει ήδη γίνει η κατασκευή του αντι-υδρογόνου στο CERN και Fermi, ενώ συνεχίζονται πολλές μελέτες εφαρμογής τους σε πολλούς τομείς.
Κατά την περίοδο του Ψυχρού Πολέμου έγιναν πολλές έρευνες και εφαρμογές αντι-ύλης σε οπλικά συστήματα. Σήμερα χρησιμοποιείται στην ιατρική, καθώς μελετώνται σχέδια, βάσει τον οποίων οι καρκινοειδείς όγκοι θα βομβαρδίζονται με αντι-πρωτόνια, τα οποία θα τους εξαφανίζουν ακαριαίως χωρίς να ενοχλούν άλλους γειτονικούς ιστούς, σε αντίθεση με τις ακτίνες Χ.
Η ακτινοβολία αντι-πρωτονίων αποτελεί το «καθαρότερο» χειρουργικό νυστέρι!
* Ο κύριος Βασίλης Χαλουλάκος είναι σύμβουλος της NASA και επίτιμος καθηγητής της AIAA
www.kathimerini.gr