Quote from Nguyễn Hiếu Nhật Quang on 28/11/2021, 15:32

Phản vật chất có thật không?

Phản vật chất có khởi nguồn là từ trí tưởng tượng của con người vào năm 1930 và khởi nguồn của nó là bộ phim “Du hành giữa các vì sao”, trong đó, phi thuyền không gian trong tác phẩm điện ảnh này được đẩy đi với tốc độ nhanh hơn cả vận tốc ánh sáng nhờ loại nhiên liệu với năng lượng cao.

Hình ảnh buồng mây của positron lần đầu tiên phát hiện năm 1932

Từ ý tưởng này, phản vật chất đã được khám phá, trở thành hiện thực khi người ta tìm ra chúng ở những thiên hà xa xôi vào thời nguyên sinh của vũ trụ.

Không chỉ bắt nguồn từ trí tưởng tượng, phản vật chất cũng được xây dựng dựa trên những nghiên cứu khoa học của nhà vật lý học người Anh Paul Dirac. Bằng việc nghiên cứu cẩn thận với nhiều tính toán vô cùng phức tạp, Dirac đã giải thích được vì sao những vật có kích thước càng nhỏ thì vận tốc di chuyển càng lớn, trong đó, vận tốc của electron tương đương vận tốc ánh sáng, đồng thời, electron vừa mang điện tích, lại vừa mang điện tích dương. Từ đó, ông cũng khẳng định được rằng, mọi hạt đều có đối hạt, cùng tính chất, nhưng trái ngược điện tích.

Theo lý thuyết Bigbang, đánh dấu sự hình thành ở 13.5 tỉ năm trước, số lượng vật chất với phản vật chất là bằng nhau. Tuy nhiên, sau khi vụ nổ xảy ra, vật chất dường như lớn hơn một chút so với phản vật chất, tức mỗi tỷ phản hạt thì lại có thêm một tỉ và 1 hạt vật chất.

Hình ảnh vụ nổ Bigbang

Vào tháng 10/2002, tại phòng thí nghiệm vật lý hạt nhân châu Âu, phản nguyên tử hydro được tạo thành từ phản positron và phản proton. Để thí nghiệm thành công, các phản nguyên tử bền vững, nhiệt độ môi trường làm thí nghiệm được kiểm soát tuyệt đối, duy trì ở mức -273 độ C vì nếu nhiệt độ cao, phản nguyên tử sẽ kết hợp lại với nguyên tử rồi biến mất ngay tức khắc.

Do quá trình tạo ra rất khó, nhu cầu lại lớn, cung thấp hơn cầu nên hiện nay, phản hydro và phản heli có giá thành rất đắt, khoảng 6.25 nghìn tỷ đô la Mỹ cho 1 gram. Theo CERN tính toán, để sản xuất 1 phần tỷ gam phản vật chất, số tiền tiêu tốn lên đến vài triệu franc Thụy Sỹ.