Thiên thần và ác quỷ của Dan Brown là một trong những cuốn tiểu thuyết ăn khách nhất thế giới hiện nay. Tuy nhiên, nó không hoàn toàn đúng với vật lý thực tế.
Phản vật chất là gì?
Như tên cho thấy, phản vật chất chủ yếu được tạo thành từ các phản hạt hoặc các hạt đối lập tạo nên vật chất 'thông thường'. Về mặt lý thuyết, sẽ có phản proton, phản electron và phản neutron, chúng sẽ liên kết và tạo ra phản nguyên tử.
Tuy nhiên, do bản chất vốn có của không gian xung quanh chúng ta là chảy theo một hướng nên việc tạo ra phản vật chất là điều vô cùng khó khăn. Cho đến nay, chỉ có vài nanogram phản vật chất được sản xuất. Quá trình tạo ra này xuất phát từ máy gia tốc hạt, sự va chạm của các tia vũ trụ và sự phát thải do một số loại phân rã phóng xạ nhất định.
Các đặc điểm cơ bản của hạt và phản hạt của nó là giống nhau. Chúng chỉ khác nhau ở chỗ điện tích của chúng sẽ khác nhau và sự sắp xếp lượng tử của chúng sẽ trái ngược nhau. Trên thực tế, phản vật chất không hẳn là một thứ xấu xa.
Hiệu quả của phản vật chất vượt xa bất cứ thứ gì tồn tại, do đó, việc khai thác ngay cả một lượng nhỏ cũng có thể cung cấp một lượng năng lượng khổng lồ. Trong khi vật chất thông thường luôn có một số lỗ hổng trong quá trình chuyển đổi khối lượng thành năng lượng thì phản vật chất có tỷ lệ thành công 100%.
Máy gia tốc hạt để sản xuất phản vật chất.
Một cái nhìn thực tế hơn về phản vật chất
Mặc dù phản vật chất dường như là nguồn năng lượng hiệu suất vô cùng cao, nhưng một khi được tạo ra, nó sẽ hoạt động giống như một nguồn năng lượng chìm hơn. Hiệu quả của nó xét về tỷ lệ khối lượng trên năng lượng là vượt trội, nhưng nó có những nhược điểm lớn. Xác suất tạo ra phản vật chất là 1 trên một tỷ, do nó không ổn định. Ngay khi nó tiếp xúc với vật chất 'thông thường', cả hai đều bị hủy diệt.
Do sự bất ổn tương tự đó, bước tiếp theo sau việc tạo ra phản vật chất vẫn là một dấu hỏi lớn. Làm thế nào chúng ta có thể bảo vệ phản vật chất này khỏi sự tương tác với vật chất thông thường?
Triển vọng sử dụng phản vật chất còn hơn cả hấp dẫn, nhưng ở trình độ phát triển hiện tại của chúng ta, điều đó dường như là không thể. Có quá nhiều trở ngại về mặt lý luận và thực tiễn. Bản thân việc sản xuất là nguy hiểm, không hiệu quả về mặt chi phí và đạo đức sinh thái. Sau đó, trách nhiệm về nguồn cung cấp và lưu trữ được đưa vào hình ảnh.
Một khía cạnh khác có vẻ khá xa vời nhưng lại có tầm quan trọng đặc biệt, đó là kịch bản toàn cầu. Tình hình các bên liên quan về địa chính trị và toàn cầu đang thịnh hành trên thế giới hiện nay rất biến động và có thể bị ảnh hưởng bởi những vấn đề nhỏ nhất. Phản vật chất, có khả năng chiếm ưu thế về mặt tác động, sẽ chỉ góp phần vào chu kỳ xung đột và độc quyền bất tận này.
Hình ảnh giả định về một quả bom phản vật chất. Năng lượng giải phóng từ sự hủy diệt vật chất-phản vật chất mạnh hơn nhiều so với bất cứ thứ gì có thể đạt được thông qua các phản ứng hóa học, phân hạch hạt nhân hoặc thậm chí phản ứng tổng hợp hạt nhân.
Thiên thần và ác quỷ – Chính xác hay sai lầm?
Lấy cảm hứng từ bối cảnh theo nghĩa đen của câu chuyện, Dan Brown đã làm một công việc khá tuyệt vời khi viết về phản vật chất một cách sâu sắc. Bằng cách nào đó, anh ấy đã chọn một chủ đề chân thực và vô cùng sống động.
Tham khảo: Scienceabc
Phản vật chất là gì?
Như tên cho thấy, phản vật chất chủ yếu được tạo thành từ các phản hạt hoặc các hạt đối lập tạo nên vật chất 'thông thường'. Về mặt lý thuyết, sẽ có phản proton, phản electron và phản neutron, chúng sẽ liên kết và tạo ra phản nguyên tử.
Tuy nhiên, do bản chất vốn có của không gian xung quanh chúng ta là chảy theo một hướng nên việc tạo ra phản vật chất là điều vô cùng khó khăn. Cho đến nay, chỉ có vài nanogram phản vật chất được sản xuất. Quá trình tạo ra này xuất phát từ máy gia tốc hạt, sự va chạm của các tia vũ trụ và sự phát thải do một số loại phân rã phóng xạ nhất định.
Các đặc điểm cơ bản của hạt và phản hạt của nó là giống nhau. Chúng chỉ khác nhau ở chỗ điện tích của chúng sẽ khác nhau và sự sắp xếp lượng tử của chúng sẽ trái ngược nhau. Trên thực tế, phản vật chất không hẳn là một thứ xấu xa.
Hiệu quả của phản vật chất vượt xa bất cứ thứ gì tồn tại, do đó, việc khai thác ngay cả một lượng nhỏ cũng có thể cung cấp một lượng năng lượng khổng lồ. Trong khi vật chất thông thường luôn có một số lỗ hổng trong quá trình chuyển đổi khối lượng thành năng lượng thì phản vật chất có tỷ lệ thành công 100%.
Máy gia tốc hạt để sản xuất phản vật chất.
Một cái nhìn thực tế hơn về phản vật chất
Mặc dù phản vật chất dường như là nguồn năng lượng hiệu suất vô cùng cao, nhưng một khi được tạo ra, nó sẽ hoạt động giống như một nguồn năng lượng chìm hơn. Hiệu quả của nó xét về tỷ lệ khối lượng trên năng lượng là vượt trội, nhưng nó có những nhược điểm lớn. Xác suất tạo ra phản vật chất là 1 trên một tỷ, do nó không ổn định. Ngay khi nó tiếp xúc với vật chất 'thông thường', cả hai đều bị hủy diệt.
Do sự bất ổn tương tự đó, bước tiếp theo sau việc tạo ra phản vật chất vẫn là một dấu hỏi lớn. Làm thế nào chúng ta có thể bảo vệ phản vật chất này khỏi sự tương tác với vật chất thông thường?
Triển vọng sử dụng phản vật chất còn hơn cả hấp dẫn, nhưng ở trình độ phát triển hiện tại của chúng ta, điều đó dường như là không thể. Có quá nhiều trở ngại về mặt lý luận và thực tiễn. Bản thân việc sản xuất là nguy hiểm, không hiệu quả về mặt chi phí và đạo đức sinh thái. Sau đó, trách nhiệm về nguồn cung cấp và lưu trữ được đưa vào hình ảnh.
Một khía cạnh khác có vẻ khá xa vời nhưng lại có tầm quan trọng đặc biệt, đó là kịch bản toàn cầu. Tình hình các bên liên quan về địa chính trị và toàn cầu đang thịnh hành trên thế giới hiện nay rất biến động và có thể bị ảnh hưởng bởi những vấn đề nhỏ nhất. Phản vật chất, có khả năng chiếm ưu thế về mặt tác động, sẽ chỉ góp phần vào chu kỳ xung đột và độc quyền bất tận này.
Hình ảnh giả định về một quả bom phản vật chất. Năng lượng giải phóng từ sự hủy diệt vật chất-phản vật chất mạnh hơn nhiều so với bất cứ thứ gì có thể đạt được thông qua các phản ứng hóa học, phân hạch hạt nhân hoặc thậm chí phản ứng tổng hợp hạt nhân.
Thiên thần và ác quỷ – Chính xác hay sai lầm?
Lấy cảm hứng từ bối cảnh theo nghĩa đen của câu chuyện, Dan Brown đã làm một công việc khá tuyệt vời khi viết về phản vật chất một cách sâu sắc. Bằng cách nào đó, anh ấy đã chọn một chủ đề chân thực và vô cùng sống động.
- Ở cấp độ cơ bản nhất, cuốn tiểu thuyết có vẻ đúng về mặt thực tế. Phản vật chất và cơ sở CERN ở Thụy Sĩ có tồn tại.
- Mô tả tổng thể về phản vật chất ở nhiều điểm khác nhau trong phim và thậm chí cả những cảnh kết thúc trong đó nhân vật nam chính và những người bạn đồng hành của anh ta chạy đua với thời gian để ngăn chặn cái gọi là bom phản vật chất phát nổ cho thấy một điều gì đó khác xa với hậu quả thực tế. Phản vật chất chỉ có thể có sức tàn phá khi nó không được phép tương tác với vật chất thông thường. Trong điều kiện bình thường, tương tác này sẽ có sự âm của cả hai điện tích ở cả hai phía của vật chất.
- Trong khi cuốn tiểu thuyết chỉ đề cập đến sự phát ra một ánh sáng rất chói thì thực tế tương tác của phản vật chất và vật chất thông thường lại rất có hại cho sức khỏe. Tia Gamma và tia X sẽ được giải phóng, khiến bức xạ thấm vào môi trường xung quanh, điều này sẽ khiến mọi thứ nóng lên và bị ion hóa. So sánh với một thứ tương tự về mặt hóa học và vật lý sẽ là quả bom được thả xuống Hiroshima, nhưng tác động sẽ gấp 10 lần.
Tham khảo: Scienceabc