# Почему антиматерия стоит $100 триллионов за грамм?

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=jjp3WC8Unj8
Канал: Veritasium
Опубликовано: 05.04.2026

---

Одна восьмая грамма антиматерии способна уничтожить Ватикан, согласно сюжету романа Дэна Брауна «Ангелы и Демоны» [0:00]. Дерек Мюллер посетил фабрику антиматерии CERN, чтобы выяснить реальные масштабы производства и цели изучения этой субстанции [0:43]. Ученые создают антивещество для поиска фундаментальных различий между материей и антиматерией, которые объяснят существование Вселенной [2:11].

## 🧪 Природа античастиц и уравнение Дирака
[[JUMP:2:18]]

Поль Дирак в 1928 году объединил специальную теорию относительности с квантовой механикой [2:32]. Его уравнение имело два решения для энергии покоя электрона: положительное и отрицательное [2:49]. Дирак предположил существование антиэлектрона (позитрона) с той же массой, но противоположным зарядом [3:05].

Согласно квантовой теории поля, частицы являются возбуждениями квантовых полей [3:46]. Античастицы представляют собой зеркальные возбуждения тех же полей с противоположными зарядами [4:39].

При встрече частицы и античастицы происходит аннигиляция:

*   Масса полностью превращается в энергию согласно формуле $E = mc^2$ [5:19].
*   Энергия переходит в фотонное поле [5:19].
*   Процесс считается самым интенсивным во всей физике [0:14].

Большинство фундаментальных частиц имеют двойников, за исключением фотона и бозона Хиггса [5:45]. Эти частицы являются античастицами для самих себя [5:45].

## 🌌 Загадка асимметрии Вселенной
[[JUMP:6:11]]

Теория Большого взрыва предполагает, что в первые секунды существовало равное количество материи и антиматерии [7:03]. Фотоны высокой энергии спонтанно превращались в пары частица-античастица и наоборот [6:25]. Если бы баланс был идеальным, вся материя аннигилировала бы, оставив Вселенную заполненной только радиацией [7:18].

Астрономы не обнаружили в космосе границ между регионами из материи и антиматерии [8:54]. Такие границы должны были светиться из-за постоянных вспышек аннигиляции [8:54]. Это доказывает, что Вселенная состоит преимущественно из обычной материи [9:08].

Масштаб асимметрии оценивается через реликтовое излучение:

*   В ранней Вселенной было около $10^{89}$ частиц и античастиц [10:46].
*   На каждый миллиард пар приходилась одна лишняя частица материи [11:15].
*   Из этих «выживших» частиц состоят все звезды, галактики и люди [11:31].

Физики пытаются найти причину этой разницы в $10^{-9}$ [11:58]. Стандартная модель предсказывает асимметрию лишь на уровне $10^{-18}$ [21:38]. Это расхождение в миллиард раз указывает на существование новой физики [22:05].

## ⚖️ Нарушение симметрий и эксперимент мадам Ву
[[JUMP:12:36]]

До середины 1950-х годов ученые считали, что частицы подчиняются трем фундаментальным симметриям: зарядовой (C), четности (P) и обращению времени (T) [12:49]. Цзяньсюн Ву в 1956 году проверила симметрию четности в слабых ядерных взаимодействиях [17:09]. Она использовала изотоп кобальт-60, охлажденный и помещенный в магнитное поле [17:53].

Результаты эксперимента Ву:

*   Электроны при распаде вылетали преимущественно в одну сторону относительно спина ядра [18:53].
*   Около **60%** электронов двигались против направления ядерного спина [18:53].
*   Это доказало, что Вселенная различает «лево» и «право» на уровне фундаментальных частиц [19:06].

В 1973 году Кобаяси и Маскава нашли способ объяснить нарушения CP-симметрии в рамках Стандартной модели [21:11]. Однако этого недостаточно для объяснения доминирования материи во Вселенной [21:38].

## 🏭 Производство антипротонов в CERN
[[JUMP:23:11]]

Фабрика антиматерии в CERN генерирует около **40 миллионов** антипротонов каждые две минуты [23:23]. Протоны разгоняются до **99,93%** скорости света в протонном синхротроне [23:11]. Пучок направляют на мишень из иридия — одного из самых плотных элементов [24:57].

Механизм рождения антивещества:

*   Энергия столкновения разрывает глюонные связи («резиновые ленты») внутри протонов [26:07].
*   Всплеск энергии порождает каскад кварк-антикварковых пар [26:32].
*   За $10^{-23}$ секунды формируются антипротоны из двух анти-up и одного анти-down кварка [26:57].

Стоимость производства антиматерии превышает **$100 триллионов** за грамм [28:35]. Это самое дорогое вещество на Земле [28:09].

## 🧊 Охлаждение и ловушки Пеннинга
[[JUMP:29:55]]

Антипротоны вылетают из мишени на скорости **96%** от световой [27:41]. Для экспериментов их необходимо замедлить в кольцах AD и ELENA [30:39]. Установка ELENA снижает скорость частиц до **1,5%** скорости света (около 16 млн км/ч) [30:56].

Для хранения используют ловушки Пеннинга:

*   Вакуум внутри сравним с условиями глубокого космоса [32:57].
*   Электроды создают электрические поля для удержания частиц с торцов трубки [32:30].
*   Сверхпроводящие магниты удерживают заряженные частицы в центре, не давая им коснуться стенок [32:30].

Эксперимент BASE установил рекорд, удерживая антипротоны в такой ловушке в течение **614 дней** [52:13]. Это позволило измерить магнитный момент антипротона с высокой точностью [33:51].

## 🍏 Гравитация и создание антиводорода
[[JUMP:34:04]]

Физики проверяют, как гравитация влияет на антиматерию [34:38]. Заряженные антипротоны нельзя просто уронить, так как электромагнитные силы в триллионы раз сильнее гравитации [35:10]. Поэтому ученые создают нейтральные атомы антиводорода [35:23].

Процесс создания в эксперименте GBAR:

1.  Электронный пучок бьет по вольфрамовой мишени, создавая пары электрон-позитрон [35:51].
2.  Позитроны замедляются через вольфрамовую сетку с эффективностью 1 на 1000 [40:22].
3.  Позитроны объединяются с электронами в позитроний (недолговечную систему из двух частиц) [42:07].
4.  Сквозь облако позитрония пропускают пучок антипротонов, которые «крадут» позитрон и становятся антиводородом [43:51].

Эксперимент ALPHA-g в 2023 году подтвердил: антиматерия падает вниз [47:05]. Измеренное ускорение свободного падения составило **75%** от земного с погрешностью около **20%** [47:11]. GBAR стремится достичь точности в **1%** и выше, используя лазерное охлаждение ионов антиводорода до **10 микрокельвинов** [49:36].

## 🚛 Портативная антиматерия и природные источники
[[JUMP:52:32]]

В марте 2026 года ученые впервые транспортировали антиматерию за пределы фабрики [53:15]. Ловушку весом **800 кг** с 92 антипротонами провезли по 10-километровому кольцу вокруг CERN на грузовике [53:15]. Это открывает возможность рассылать антивещество в другие исследовательские институты [52:47].

Антиматерия окружает человека в повседневной жизни:

*   Один банан производит один позитрон примерно каждые **75 минут** из-за распада калия-40 [57:07].
*   Человеческое тело из-за естественной радиоактивности генерирует около **180 позитронов** в час [57:49].
*   Чтобы сравняться по мощности с фабрикой CERN, потребовался бы **1 миллиард** бананов [57:20].

Общее количество антиматерии, произведенное в CERN за 25 лет, составляет около **одной триллионной грамма** [55:48]. Этой энергии хватит лишь на то, чтобы нагреть 1 мл воды на 1 градус Цельсия [56:01].