Thông thường, khi nói tới những thứ đắt giá, chúng ta sẽ nghĩ tới Vàng, Bạch kim, kim cương. Thời điểm hiện tại giá một gram vàng khoảng 71 đô la. Giá một gram bạch kim khoảng 32 đô la. Kim cương chắc chắn giá trị hơn, giá một gram kim cương sẽ vào khoảng 60.000 đến 100.000 đô la. Tất cả những cái vừa kể đều không thể sánh bằng với Antimatter, phản vật chất. Nhiều nhà khoa học cho rằng phản vật chất là vật liệu đắt tiền nhất trong số những vật liệu mà con người từng biết đến. Phản vật chất là một khái niệm rất khó tiếp thu. Chúng ta tạm giải thích một cách đơn sơ thế này.
Trong vật lý hiện đại, phản vật chất được định nghĩa là vật chất bao gồm các phản hạt, của các hạt tương ứng trong vật chất “thông thường”. Một hạt và phản hạt của nó có cùng khối lượng, nhưng điện tích trái dấu. Chúng ta cũng biết rằng Nguyên tử là đơn vị cơ bản của vật chất chứa một hạt nhân ở trung tâm bao quanh bởi đám mây điện tích âm các electron.
Hạt nhân nguyên tử là dạng gắn kết hỗn hợp giữa các proton mang điện tích dương, và các neutron trung hòa điện.
Vậy chúng ta thử minh họa khái niệm phản vật chất như sau.
Ở vật chất thông thường, hạt nhân sẽ có điện tích dương, các electron mang điện tích âm quay xung quanh.
Trái lại, ở phản vật chất. Trung tâm sẽ là một phản proton mang điện tích âm và các hạt Positron là phản hạt của electron, mang điện tích dương sẽ quay xung quanh.
Vật chất và phản vật chất kết hợp lại sẽ ngay lập tức hút nhau, do có điện tích ngược nhau và tạo ra một vụ nổ lớn, tự phá hủy nhau. và giải phóng một năng lượng lớn. Giáo sư George Schmidt, tại Trung tâm bay của NASA ở Huntville (Hoa Kỳ) cho biết rằng, “Năng lượng thu được từ phản ứng hạt. và phản hạt lớn gấp 10 tỷ lần năng lượng từ một phản ứng cháy hóa học của hai hạt có khối lượng tương đương” . Nôm na là đốt một bó củi và một phản bó củi sẽ tạo ra năng lượng gấp 10 tỷ lần đốt hai bó củi.
Một ví dụ, một nửa gam phản vật chất phản ứng với một nửa gam vật chất thông thường (tổng cộng một gam) tạo ra năng lượng tương đương 21,5 kiloton (tức là giống như quả bom nguyên tử thả xuống Nagasaki năm 1945).
Nếu chúng ta tình cờ làm rơi 1 gram phản vật chất, chỉ nhỏ như một quả nho khô, xuống đất. Nó sẽ tạo ra một vụ nổ còn lớn hơn cả hai quả bom nguyên tử Hoa Kỳ thả xuống Hiroshima và Nagasaki cộng lại, dễ dàng phá hủy cả một thành phố lớn!
Không chỉ năng lượng. Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, phản vật chất được xem như một ứng cử viên đầy triển vọng và có tiềm năng để điều trị ung thư. Ngoài ra, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, sử dụng phản vật chất làm nguyên liệu cho tàu vũ trụ, có thể khiến chúng ta đạt được 50% vận tốc ánh sáng. Khiến cho việc chinh phục không gian trở nên dễ dàng hơn.
Chính nguồn năng lượng to lớn này giải thích lý do tại sao các nhà khoa học cho rằng phản vật chất cực kỳ hữu dụng.
Viễn cảnh về một phương pháp điều trị ung thư, một nguồn năng lượng vô tận, sẽ được sử dụng làm nhiên liệu cho thiết bị vũ trụ thật đẹp. Nhưng sản xuất phản vật chất lại cực kỳ khó khăn, cực kỳ tốn kém. Tất cả mọi thứ xung quanh ta đều là vật chất thông thường, kể cả những thứ mà chúng ta thấy trên bầu trời bao la, mặt trời, mặt trăng, các hành tinh.
Đến nay, con người chỉ tạo ra một lượng phản vật chất rất nhỏ. Các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm vật lý hạt nhân châu Âu, đã phát minh ra cách tạo ra phản vật chất bằng công nghệ va đập nguyên tử.
Tất cả các phản proton được tạo ra tại máy gia tốc hạt Tevatron của Fermilab, Chicago, Hoa Kỳ, cộng lại chỉ có 15 nanogram, Có điều các hạt này tồn tại trong thời gian quá ngắn ngủi, lại chuyển động với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng, nên không thể lưu giữ để nghiên cứu. Những thứ được tạo ra tại Phòng thí nghiệm vật lý hạt nhân châu Âu, có kích thước khoảng 1 nanogram. Tại Đức, cho đến nay, khoảng 2 nanogram positron đã được sản xuất.
Vấn đề nằm ở hiệu quả và chi phí sản xuất và lưu trữ phản vật chất. Để tạo ra 1 gam phản vật chất sẽ cần khoảng 25 triệu tỷ kilowatt giờ năng lượng và tiêu tốn rất nhiều tiền.
Chi phí sản xuất phản vật chất chưa thật sự thống nhất, chúng ta chỉ tham khảo. Các nhà khoa học cho rằng phản vật chất là vật liệu đắt nhất để tạo ra.Năm 2006, Gerald Smith, trong một bài báo của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ đã ước tính 250 triệu đô la có thể tạo ra 10 miligam positron (tương đương 25 tỷ đô la mỗi gam); vào năm 1999, Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ đã đưa ra con số 62,5 nghìn tỷ đô la cho mỗi gam phản hydro. tức là cần số tiền gần 65% tổng sản phẩm quốc nội của toàn thế giới chỉ để sản xuất ra 1 gram phản vật chất. Theo Phòng thí nghiệm vật lý hạt nhân châu Âu, phải tốn vài trăm triệu franc Thụy Sĩ để sản xuất khoảng 1 phần tỷ gam. Về mặt thời gian, với trình độ khoa học hiện nay, để sản xuất 1 gam phản vật chất, sẽ mất 100 triệu năm.
Chưa hết, vẫn còn một vấn đề, Sau khi được tạo thành, muốn lưu trữ phản vật chất, điều kiện phải là môi trường chân không vì nó có phản ứng với bất kỳ vật chất nào mà nó tiếp xúc nên không thể lưu trữ trong các thùng chứa được làm từ chất liệu thông thường.
“Tại sao vũ trụ lại bao gồm nhiều hạt vật chất hơn là hạt phi vật chất? Chúng ta không hề biết câu trả lời thực sự,” Gerald Gabrielse, nhà vật lý thuộc Đại học Havard, phát biểu.
Em là gà…!