Инженерные вопросы межзвездных перелетов

[Wyvern]

Интересно, а есть модели процесса контакта твердых веществ? ...

Есть    Процесс будет выглядеть примерно так: после контакта поверхностей твердых кусков материи и антиматерии прореагирует ничтожно малая часть антивещества и вещества, зато энергии выделится как раз столько, что остальное разлетится к неведомым @беням без всякой пользы  :lol:

Для реакции значительных, скажем так - измеримых, кол-в антиматерии оптимальным видится устройство разгоняющее навстречу друг другу разреженные струи газа материи и антиматерии  :wink:

[FarEcho]

...после контакта поверхностей твердых кусков материи и антиматерии прореагирует ничтожно малая часть антивещества и вещества, зато энергии выделится как раз столько, что остальное разлетится к неведомым @беням без всякой пользы  :lol: ...

Вот она - истинная причина разбегания галактик  :wink:

[dmdimon]

Вторая попытка также не засчитывается...

ошибка меньше 2 см не считается

[Serg Ivanov]

Интересно, а есть модели процесса контакта твердых веществ? ...

Есть    Процесс будет выглядеть примерно так: после контакта поверхностей твердых кусков материи и антиматерии прореагирует ничтожно малая часть антивещества и вещества, зато энергии выделится как раз столько, что остальное разлетится к неведомым @беням без всякой пользы  :lol:

Для реакции значительных, скажем так - измеримых, кол-в антиматерии оптимальным видится устройство разгоняющее навстречу друг другу разреженные струи газа материи и антиматерии  :wink:

Самое интересное начинается потом. . Что бы получить тягу надо продукты аннигиляции сфокусировать в одном направлении.

[6717898]

-Я извеняюсь , господа ученые, что вклиниваюсь в ваш диспуп, я ,простой летчик , интиресуюсь, а как вы будете хранить топливо из антивещества, (не спрашиваю пока  как добыча полезных ископаем. происходит) :?:

[Кубик]

Ну, отстраняясь от добычи/производства, давно предложено применять антижелезо и подвешивать в магнитном поле. Если взять тонкую проволоку, подвешенную по оси цилиндра, испарить,скажем лазером, крошку с кончика, слегка разогнать хотя бы ионы и "дунуть" вслед газом, то есть шанс получения полезного эффекта. Конечно, это грубый пример, но нереального тут нет, за исключением антижелеза.

[BOSS]

-Второй век  ТОКАМАК не могут сдвинуть с места, а тут антивещество :roll:

[Иван Моисеев]

-Второй век  ТОКАМАК не могут сдвинуть с места, а тут антивещество :roll:

Если немного антивещества положить под ТОКАМАК, он очень резво сдвинется с места.

[Serg Ivanov]

-Я извеняюсь , господа ученые, что вклиниваюсь в ваш диспуп, я ,простой летчик , интиресуюсь, а как вы будете хранить топливо из антивещества, (не спрашиваю пока  как добыча полезных ископаем. происходит) :?:

http://www.magazin-kartin.ru/Ob_iskusstve_i_ne_tolko/tajny-antiveschestva
Ученые из ЦЕРНа отчасти смогли с этим справиться. Прежде всего потребовалось создать глубокий вакуум, чтобы с антивеществом не сталкивались случайные атомы воздуха. Далее нужно не допустить контакта антивещества с материальными стенками, поскольку контейнер, естественно, изготовлен из обычного вещества. Хитрость заключается в том, чтобы создать «магнитную бутылку», состоящую не из чего-то твердого, а из комбинации электрических и магнитных полей. Они удерживают антивещество, не давая ему соприкасаться с веществом самих магнитов.
..
Но антивещество с низкой энергией — совсем другое дело. «Холодные» позитроны хранятся в ловушках Пеннинга, названных в честь голландского физика Франа Мишеля Пеннинга (Fran Michel Penning), который придумал, как использовать для этой цели электрические и магнитные поля. Отдельные позитроны удерживаются в ловушках Пеннинга месяцами, что позволяет детально их изучить. Так, например, было подтверждено, что позитрон полностью идентичен электрону, если не считать, конечно, что электрический (и лептонный) заряд у него противоположного знака. Похожий результат был получен и для антипротонов.
..
Захваченные атомы антиводорода обнаруживаются при выключении магнитного поля, в результате чего антиатомы рано или поздно аннигилируют с обычным веществом, и процесс этот сопровождается вспышкой излучения. Поначалу многие атомы выживали только долю секунды, но в семи случаях за последнее время их удавалось удерживать в течение четверти часа.
..
Практические приложения, однако, остаются уделом научной фантастики. Космический корабль на антиматерии представить себе можно, но изготовление антивещества для него потребует больше энергии, чем вы сможете произвести. Аналогичная ситуация и с бомбой из антивещества: понадобятся миллиарды лет, чтобы изготовить один грамм «взрывчатки» и миллиард магнитных бутылок, чтобы ее сохранить. Что касается медицинских приложений, то аннигиляция позитронов уже сегодня лежит в основе важнейшего метода диагностического сканирования, и антиводород ничего нового к этому не добавит.

Вот если бы большое количество античастиц было обнаружено в доступной нам части космоса, и мы научились бы добывать их, то это дало бы человечеству принципиально новый источник энергии.
..
Но ракета на антивеществе — это огромная инженерная проблема. Первый концепт, основанный на аннигиляции позитронов с электронами, был предложен немецким инженером Ойгеном Зенгером (Eugene Sanger) в 50-х годах прошлого века. Проблема однако была в том, чтобы придать направление «выхлопу». Если бы он состоял из заряженных частиц, можно было бы магнитными полями направить их назад. Но поскольку у фотонов нет электрического заряда, не было и способа управлять ими (разве что с помощью какого-то идеального зеркала). В 1980-х годах физик Роберт Форвард (Robert Forward) предложил работоспособную конструкцию, основанную на протонах и антипротонах. Они аннигилируют в две стадии, порождая на первом этапе заряженные частицы (наряду с нейтральными), которые можно завернуть к хвосту ракеты с помощью магнитных полей.

Но всё равно практических трудностей остается море. Мы не знаем, как обращаться с большим количеством антивещества, причем «большое количество» — это даже не граммы (а меньше). Но современные ловушки Пеннинга удерживают лишь считанное число атомов. Не исключено, что решение будет найдено на пути развития технологии сверхпроводников. Они способны генерировать мощные магнитные поля, однако нынешние сверхпроводники работают только при очень низких температурах, что делает их малопригодными для поставленных задач. Возможно, удастся разработать вещества, сохраняющие сверхпроводимость при комнатной температуре.
..
И наконец, нам потребуется огромное количество антивещества. Чтобы достичь хотя бы доли скорости света, потребуется примерно столько же антевещества, сколько весит наш корабль. Масса «Венчур Стар» могла составлять сотни тонн. Откуда взять столько антивещества? В природе оно встречается исчезающее редко. Возможно, у нас появятся технологии, позволяющие нарабатывать очень небольшое его количество. NASA изучает возможность использования крошечных добавок антивещества в качестве катализатора более привычных термоядерных реакций.

Можем ли мы производить антивещество? Да, но современному ускорителю элементарных частиц потребуются миллиарды лет, чтобы наработать один грамм! Однако Роберт Форвард считает, что фабрики, специально предназначенные для производства антивещества, а не для экспериментов в области ядерной физики, где оно возникает в качестве побочного продукта, могут быть намного более эффективными. А может быть, однажды мы построим чудовищных размеров ускорители вдоль лунного экватора.

Или быть может, мы решим проблему, научившись «добывать» антивещество. Недавно античастицы были обнаружены в земном магнитном поле. В сверхмощном магнитом поле Юпитера электрический ток между планетой-гигантом и ее ближайшим крупным спутником Ио образует колоссальный естественный ускоритель частиц гораздо большего масштаба. Не исключено, что там-то и удастся извлекать антивещество.

Благодаря антивеществу (антиматерии) наши энергетические возможности могут превзойти самые смелые мечты. Мы у видим взрывной рост промышленности, а масштабные геоинженерные проекты изменят земную среду обитания. Мы легко доберемся до планет, а потом и до звезд. Но мысль об использовании антивещества в качестве оружия вызывает такой ужас, что об этом не хочется даже и думать: менее 0,5 г антивещества было бы эквивалентно бомбе, разрушившей Хиросиму.

Источник: журнал «BBC Наука в фокусе»

[Fakir]

Читал, что аннигиляция происходит при определенной (и не маленькой энергии сталкивающихся частиц, то есть если свести два кирпича: вещество и антивещество - то реакция пойдет по другому пути). При аннигиляции 60% - это нейтрино, а остальное - гамма-кванты.

Да нет, не так.

[Fakir]

МОСКВА, 15 мая - РИА Новости. Американские физики разработали схему практически реализуемого двигателя на антиматерии, который позволит разогнать космический корабль до 70% от скорости света, и опубликовали ее в статье, размещенной в электронной библиотеке Корнеллского университета

Я писал об этом...

Кто-то конкретную ссылку помнит?

[Fakir]

Читал, что при аннигиляции реакция должна быть настолько интенсивной, что электромагнитным излучением частицы вещества должны быть разбросаны в разные сторона, так что в реакции будет участвовать только малая часть вещества.

Да тоже в общем не так.

[Fakir]

Тогда какой в нём смысл? Горячую плазму можно получить и без аннигиляции..

Угу, конечно. С температурой в сотни МэВ. Легко и непринуждённо.

[Fakir]

НАОБОРОТ Аннигиляция частицы и античастицы происходит только с покоящимися (нерелятивистскими) частицами - при столкновении их с высокой энергией они провзаимодействуют так же как две обычные частицы. Причем чем выше энергия столкновения - тем меньше вероятность аннигиляции за счет сильного взаимодействия (которое мы и называем собственно - "аннигиляция").

И при высоких возможна аннигиляция, но, конечно, добавляются и другие каналы. Но они обычно не ведут к полному "выбытию" античастиц, так что только откладывают результат.
Причём ЕМНИС именно при высоких энергиях выше вероятность аннигиляции протоно-антипротон в гамму.

[tagus]

Кто-то конкретную ссылку помнит?

Если речь про оригинальную статью от Ronan Kean и Wei-Ming Zhang, то вот она: http://arxiv.org/pdf/1205.2281v2.pdf

[Fakir]

Спасибо!

[Dmitri]

а как античастицы возникают в молниях?
Нужно ли создать эффективные ловушки античастиц.
Вакуумная колба с парами воды, как кинескоп
pазмером с телевизор.
Представим себе ряд таких ловушек в горах или вблизи атомного реактора, где рождаются античастицы.

Искуственно вызывается молния при приближении к неи грозового облака, например, запуском ракеты с металлическои проволокои или шаром на влажнои ленте, как сделал Ломоносов.

Так  поступают ученые при изучении молний.


Молния ударяет в ловышку, и часть энергии заряда молнии используется для создания античастиц.
За годы oни нарабатываются.
В горах есть места, где молниии возникают часто из-за залеж руд металлов близко у поверхности.
У Ивана Ефремова  есть рассказ фантастически про поиск полезних ископаемих по месты удара молнияи.
Там бы их поставить.И продавать.
Все бы переполошились, видя в газете объявление, продам  кг антивещества в рассрочку. :lol:

[Wyvern]

НАОБОРОТ Аннигиляция частицы и античастицы происходит только с покоящимися (нерелятивистскими) частицами - при столкновении их с высокой энергией они провзаимодействуют так же как две обычные частицы.

И при высоких возможна аннигиляция, но, конечно, добавляются и другие каналы. ....

Теорема Померанчука:

Разность полных сечений взаимодействия элементарных частиц   (в т.ч. частицы  с её же античастицей ) стремится к 0 при S -> C, где S — квадрат полной энергии частиц в системе их центра масс.

Это утверждение может рассматриваться как теорема и доказывается в рамках аксиоматического подхода в теории квантовых полей.

[Wyvern]

а как античастицы возникают в молниях?
Нужно ли создать эффективные ловушки античастиц......

Не нужно  :lol: Количество античастиц в молниевом канале (которые там таки есть) настолько ничтожно, что искать там просто нечего - любой, самый хилый ускоритель переплюнет все молнии Земли на раз

НО! Есть намного более интересный источник!
http://vzglyadzagran.ru/nauka/obnaruzhen-antiprotonnyj-radiacionnyj-poyas-zemli.html

Аппарат PAMELA зарегистрировал антипротоны, удерживаемые во внутреннем радиационном поясе Земли.
......

Антипротоны, рождающиеся в реакциях энергетичных частиц космических лучей в экзосфере Земли, также могут захватываться геомагнитным полем, «дрейфуя» вдоль его линий. Такие античастицы характеризуются узким распределением величины угла между векторами скорости и линиями магнитного поля земли (угол должен быть близок к 90

[Fakir]

Теорема Померанчука:

Это предельный ультрарелятивистский случай, а между ним и покоящимися частицами - огромное поле.