Jüngste Fortschritte bei der Erzeugung von Antimaterie

Ich war begeistert, mehrere Artikel über Experimente zur Erzeugung von Antimaterie ( Herstellung aus Gold oder Helium ) zu scheinbar recht niedrigen Energiekosten zu lesen. Ich dachte, die Erzeugung von Antimaterie sei das größte Hindernis für die Entwicklung von Dingen wie Pion-Raketen oder anderen Antimaterie-abhängigen Antriebs-/Stromerzeugungsgeräten, aber ich sah kein wiederauflebendes Interesse an der Entwicklung solcher Dinge und niemand schien besonders aufgeregt. Habe ich die Bedeutung dieser Erkenntnisse falsch verstanden?

Ich habe die folgenden Gründe in Betracht gezogen, warum diese experimentellen Methoden möglicherweise nicht nützlich sind, und ich würde mich über Ihren Beitrag freuen:

  1. Positronen sind nicht nützlich, wir brauchen Antimaterie mit Masse (Antiprotonen), und diese Methoden können nicht verwendet werden, um diese zu erzeugen
  2. Die Energiekosten sind immer noch deutlich höher als der potenzielle Energieertrag
  3. Unterstützende Systemanforderungen übersteigen immer noch unsere technischen Möglichkeiten
  4. Diese Methoden erzeugen immer noch Mengen, die viel kleiner sind als das, was erforderlich wäre, um theoretische Antimaterie-Antriebe anzutreiben
Gute Frage für einen neuen Benutzer! Es ist eine Herausforderung, eine evidenzbasierte Frage zu solchen spekulativen Technologien wie Antimaterie-Antrieben zu stellen. Ich hoffe wir bekommen ein paar gute Antworten

Antworten (2)

Es gibt Entwürfe für thermische Antimaterie-Raketen, die mit Positronen arbeiten könnten. Ich konzentriere mich auf diese, um Ihre Fragen zu beantworten (in umgekehrter Reihenfolge):

  1. Die erzeugte Energiemenge ist (mehr oder weniger) ein technisches Problem. Unter der Annahme, dass der Abbau von Asteroiden möglich ist, gibt es keine prinzipielle Grenze für die Skalierung dieser Operationen. Da Antimaterie der Treibstoff für eine Rakete ist (man denke an Wasserstoff in Elektroautos), ist die Umwandlungseffizienz „nur“ ein Kostenfaktor.
  2. In der Tat ist dies das größte Hindernis IMO. Die effizienteren Konstruktionen (mit flüssigem oder gasförmigem Kern) einer Kernspaltungsrakete gehen bereits weit über unsere derzeitigen Möglichkeiten hinaus. Ganz zu schweigen vom ehrgeizigen Plasmakern-Design einer Antimaterie-Rakete. Einfachere Designs ergeben erheblich weniger ISP und sind wahrscheinlich den Aufwand (der Erzeugung der Antimaterie) einfach nicht wert.
  3. Siehe Antwort auf Ihre letzte Frage.
  4. Tatsächlich können Positronen nützlich sein. Es gibt keinen prinzipiellen Grund, warum Sie Ihr Treibmittel nicht auch damit erhitzen könnten. Positronen sind jedoch schwer zu speichern . Die aktuelle Forschung ist im Gange, aber mit der angegebenen Kapazität von 10¹² Positronen pro Falle würden Sie (mit 1,6 MeV pro Vernichtungspaar) mit (ungefähr) 0,16 J pro cm³ Fallenvolumen enden. Das bedeutet, dass Sie die Energie speichern können, um 0,16 g Wasser um 0,24 K zu erwärmen. Nicht ganz eine Rakete. Wenn Sie jedoch Antiwasserstoff speichern, können Sie nicht nur Ihre Speicherkapazität um den Faktor 10³ erhöhen, sondern auch die 10³-fache Energie durch Vernichtung freisetzen (1,8GeV, Nebenreaktionen nicht mitgezählt). Daraus ergibt sich eine potentielle Energie von 160 J pro cm³ Fallenvolumen. Ein Schiff in die Umlaufbahn zu bringen erfordert (nur eine Schätzung) 10¹²J. Sie würden also am Ende 1000 m³ Volumen für Kraftstoff haben!

Die Quintessenz ist: Sie brauchen zu viel Volumen, um die Antimaterie in Ihrem Raumschiff zu speichern (zumindest mit aktuellen Speicherkapazitäten).

Während es theoretisch möglich ist, Antimaterie zu verwenden, ist die Technik einfach nicht vorhanden.

Ich habe kürzlich an einer Vorlesung über Kernfusion teilgenommen, und der Herr, der sie gehalten hat, hat mehr als einmal betont, wie schwierig es ist, etwas vom theoretisch Möglichen in die reale Welt zu übertragen.

Wir wissen seit den 1920er Jahren, dass Fusion möglich ist, und wir haben immer noch keine Fusionsreaktoren. Genauso ist es mit Antimaterie. Es hat keine praktischen Anwendungen und es wird wahrscheinlich noch 100 oder mehr Jahre dauern, bis wir es auch nur annähernd in einem praktischen Sinn verwenden.

Vielleicht könnte sich das ändern, wenn wir die Wissenschaft zu einer Priorität machen, aber irgendwie sehe ich das nicht in absehbarer Zeit.

Hallo Ventsyv, vielen Dank für Ihre Antwort, aber ich habe nicht vorgeschlagen, dass irgendjemand bald ein Antimaterie-basiertes System bauen würde, sondern ich habe mich gefragt, warum niemand zu versuchen scheint, mehr als ein hochtheoretisches Modell dafür zu entwerfen eines. Wenn ich verstehe, wo sich das Feld befindet, wissen wir, dass wir Antimaterie herstellen können (oder vielleicht nicht die interessante Art, ich weiß es nicht), und ich habe mich gefragt, ob es aufgrund einer technologischen Einschränkung oder ähnlichem niemand weiter verfolgt Ausgabe
Ich glaube, wenn Antimaterie umgekehrt funktioniert, würden Photonen, die von normaler Materie emittiert werden, diese destabilisieren. Wenn sich ein Photon in die entgegengesetzte Richtung von Antimaterie dreht, könnten wir es tatsächlich erkennen oder noch sehen?
Jüngste Fortschritte bei der Erzeugung von Antimaterie
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