'반물질 엔진'은 원자력보다 1000배 더 강력하다. 아직은 사실에 가깝나요?

[너지생]

지난 주에는 우주에서 극히 희귀한 일반 물질의 반대극에 있는 입자인 '반물질'을 가리키는 중요한 발견에 대한 소식이 있었습니다. 중력의 영향을 받아 일반 물질처럼 땅에 떨어집니다.

이 소식은 과학계를 놀라게 했습니다. 가능성에 대한 관심을 불러일으키는 것을 포함 인간이 눈 깜짝할 사이에 빠르게 우주를 여행할 수 있기를 희망하는 '반물질 엔진'이 다시 떠올랐다.

우주선 추진 엔진 구축 개념 빛의 속도에 가깝게 앞으로 솟아오르는 물질과 반물질의 감산반응으로 엄청난 위력을 얻었기 때문이다. 물질-반물질 엔진은 오래 전부터 알려져 왔으며 SF소설이나 영화에 자주 등장하는 개념이다.

이전에 과학자들은 다음과 같이 예측했습니다. 물질-반물질 반응으로 구동되는 우주선. 반응은 100% 순수한 에너지를 생성하기 때문에 지금까지 존재했던 어떤 추진기보다 더 강력할 것입니다. 이는 수소 및 액체산소 연소 엔진이 제공할 수 있는 것보다 100억 배 더 많고, 1,000만 배 더 빠릅니다.

물리학자들은 1928년 영국 과학자 폴 디랙(Paul Dirac)이 아인슈타인의 방정식 E = mc²에서 질량(m)이 값을 가질 수 있다고 제안했을 때 처음으로 반물질이라는 아이디어를 내놓았습니다. 이는 자연에는 긍정적인 에너지와 부정적인 에너지가 있다는 것을 의미합니다. 일반적인 물질과 반대되는 성질을 갖는 반물질의 존재를 말한다.

그러나 반물질은 오늘날 발견하기가 극히 어렵습니다. 그것의 대부분은 가속기와 충돌 입자를 사용하여 인간에 의해 생성되어야 합니다. 그들은 자연적인 기원에서는 거의 발견되지 않습니다.

따라서 물리학자들은 다음과 같은 가설을 세웠습니다. 반물질은 과거, 즉 우주의 시작이나 빅뱅 동안 어디에나 있었습니다. 일반 물질과 동일한 양이 적합합니다. 하지만 어떤 신비한 이유로 두 가지 유형의 물질이 사라질 때까지 서로 상쇄되지 않도록 만듭니다. 결과적으로 오늘날의 우주는 비어 있지 않고 여전히 물질이 남아 있습니다.

미국의 물리학자 칼 앤더슨 그는 1932년에 음전하 대신 양전하를 띠는 전자 입자인 양전자를 발견했는데, 이는 반물질의 존재에 대한 최초의 경험적 증거였습니다.

그 후 1955년에 반양성자가 발견되었습니다. (반 양성자) 또는 양성자 대신 음전하를 갖는 양성자. 그리고 1990년대 후반에 유럽 핵 연구 기구(CERN)는 양전자와 반양성자를 쌍으로 묶는 데 성공했습니다. "반원자" 입자를 성공적으로 생성할 때까지 이 반물질의 수명은 40나노초에 불과합니다.

그러나 1970년대 후반부터 자연에서 반물질의 흔적이 발견됐다. 은하수 은하와 몇몇 다른 은하의 중심 근처에는 다음과 같은 희망이 있습니다. 인간은 우주에서 반물질을 수확하여 에너지를 생산하는 데 사용할 수 있습니다. 입자 충돌로 인해 직접 만들 필요 없이

현재 이 방법을 이용한 반물질 생산은 여전히 ​​비효율적이다. CERN은 1년에 1~2피코그램의 반양성자, 즉 약 1조분의 1그램만 생산할 수 있는데, 이는 100와트 전구를 만들 수 있는 양이다. 단 3초 동안만 일어납니다.

그러나 2000년의 최근 연구에서는 우주선에 전력을 공급하기 위해 100만분의 1그램 정도의 반물질을 사용할 수 있다고 제안했습니다. 이 양의 반물질은 인간을 화성까지 데려가기에 충분합니다. 1년을 넘지 않는 기간은 오늘날 액체 연료 로켓 엔진이 달성할 수 있는 속도에 가깝습니다.

NASA는 2000년 10월에 반물질 구동 엔진의 프로토타입을 공개했는데, 이는 미래에 엄청난 양의 액체 연료를 낭비하는 비용을 줄이는 데 도움이 될 것이라고 믿고 있습니다. 그러나 엔지니어링 설계에는 여전히 큰 문제가 있습니다. 반물질실이 폭발하지 않게 하려면 어떻게 해야 하나요? 물질에 대한 예상치 못한 반응으로 인해

물질-반물질 파괴 반응 핵분열보다 1,000배, 핵융합보다 300배 더 강력한 에너지를 방출하는 반양성자 10g이면 우주 비행사를 태운 우주선을 화성으로 보내기에 충분합니다. 여행하는데만 1달이 걸립니다.

이러한 이유로 차세대 우주선이 시급히 필요합니다. 반물질은 물질과 완전히 분리된 방에 보관해야 합니다. 이것은 큰 자기 링을 사용할 수 있습니다. 반물질 튜브 위에 강력한 자기장을 생성합니다. 안에 완전히 보관하려면 에너지를 생산하면서 일부를 방출하기 전에 표적으로 사용되는 일반 물질에 직접 사격합니다. 자기 분사기를 사용하여 결과 에너지를 추진제 엔진에 분배합니다.

반물질로 구동되는 우주선이 예상됩니다. 최고 속도는 시속 1억1600만㎞에 달할 예정이다. 이를 통해 성간 공간 여행이 가능해집니다. 태양계의 경계를 벗어나서 지금으로부터 수십 년 후에는 꿈보다 그리 멀지 않은 현실이 될 수 있습니다.