반물질의 결정 내 저장
반물질을 결정에 저장하는 것
2007년 9월 18일
이 아이디어는 오래전부터 존재해왔다. 10년 이상 전에 처음 제시한 사람은 물리학자 고스프너라고 생각한다.
반물질 원자를, 예를 들어 가벼운 원자인 반수소 원자를 가정해 보자. 우리는 이러한 원자를 합성할 수 있으며, 자력 병(자기 병)에 저장할 수도 있다. 또한 1970년대 중반부터는 원자를 앵스트롬 단위의 매우 정밀한 정밀도로 표적으로 향하게 할 수 있다. 이제 금속 결정 구조를 가정해 보자. 이 구조 안에서는 원자들이 매우 엄격하고 정밀한 순서로 배열되어 있다. 우리는 반물질 원자를 특정한 구조로 된 격자(거품과 같은 형태) 쪽으로 '발사'할 수 있으며, 이때 반물질 원자의 반전자(반전자 동반체)와 함께 그 격자 안으로 들어가게 할 수 있다.
금속 내에는 많은 자유 전자가 존재한다. 이 자유 전자가 금속의 전기적 및 열적 전도성을 제공한다. 만약 반중성자-반전자 쌍이 이 격자 안으로 들어가면, 반전자가 전자와 상호작용하여 소멸하게 된다. 이 소멸은 매질의 전기 중성 상태를 깨뜨린다. 금속 결정은 이에 대해 반중성자를 강력하게 고정하는 격자 안에 포획하여 '강력한 손아귀'로 잡아두는 반응을 보인다. 반전자 소멸 과정에서 에너지가 방출되지만, 이 에너지는 반중성자의 에너지에 비해 2,000배나 낮다. 따라서 원자 하나씩 차례로 이 결정 내에 방대한 양의 반물질을 전기적 격리 상태로 저장할 수 있다. 아래는 과학 잡지 '사이언스 앤 뷰(Science et Vie)'에 게재된 연구 결과이다.
이 반중성자를 방출할 수 있는 유일한 방법은 금속의 결정 구조가 파괴될 때다. 여기서는 금을 예로 들었지만, 이 결정을 벽에 부딪히게 해도 반중성자는 격자 안에 갇힌 채로 남아 있다. 그러나 미세한 부분을 저항 열(줄열 효과)로 녹이기만 하면, 방출된 에너지가 폭발적으로 방출될 수 있다.
당신은 제임스 본드가 금으로 된 탄환만 사용하는 살인자를 상대하는 영화를 기억하나요?