Dapatkah Reaktor Materi-Antimateri Bekerja?Berikut Penjelasanya

Dapatkah Reaktor Materi-Antimateri Bekerja?

Enterprise kapal luar angkasa, yang akrab bagi penggemar seri Star Trek, seharusnya menggunakan teknologi luar biasa yang disebut warp drive. Ini adalah sumber daya canggih yang memiliki antimateri di jantungnya. Seharusnya menghasilkan semua energi yang dibutuhkan awak kapal untuk membelok di sekitar galaksi dan bertualang. Secara alami, pembangkit listrik semacam itu adalah karya fiksi ilmiah.

Namun, tampaknya sangat berguna sehingga orang sering bertanya-tanya apakah warp drive adalah sesuatu yang bisa dibangun suatu hari nanti. Bisakah konsep ini digunakan untuk menggerakkan pesawat antariksa antarbintang? Ternyata sains cukup masuk akal, tetapi pasti ada beberapa rintangan yang menghalangi cara menjadikan sumber daya mimpi seperti itu menjadi kenyataan yang dapat digunakan.

Apa itu Antimateri?

Jadi, apa sumber kekuatan Enterprise? Ini adalah reaksi sederhana yang diprediksi oleh fisika. Materi adalah "barang" dari bintang, planet, dan kita. Itu terdiri dari elektron, proton, dan neutron.

Antimateri adalah kebalikan dari materi, semacam materi "cermin". Ini terdiri dari partikel yang, secara individu, antipartikel dari berbagai blok bangunan materi, seperti positron (antipartikel ke elektron) dan antiproton (antipartikel ke proton). Antipartikel ini identik dalam banyak hal dengan rekan materi biasa mereka, kecuali bahwa mereka memiliki muatan yang berlawanan. Jika mereka bisa disatukan dengan partikel-partikel materi biasa di semacam ruang, hasilnya akan menjadi pelepasan energi raksasa. Energi itu, secara teoretis, dapat memperkuat kapal luar angkasa.

Bagaimana Antimateri Diciptakan?

Ternyata alam memang menciptakan antipartikel, hanya saja tidak dalam jumlah besar. Antipartikel diciptakan dalam proses yang terjadi secara alami serta melalui cara eksperimental seperti akselerator partikel besar di Bumi dalam tabrakan berenergi tinggi. Karya terbaru telah menemukan bahwa antimateri juga diciptakan secara alami di atas awan badai, menyediakan cara pertama yang dengannya diproduksi secara alami di Bumi.

Kalau tidak, diperlukan sejumlah besar panas dan energi untuk membuat antimateri, seperti selama supernova atau di dalam bintang-bintang urutan utama (seperti Matahari). Kami sama sekali tidak mampu meniru jenis-jenis besar tanaman fusi.

Bagaimana Pembangkit Listrik Antimateri Bisa Bekerja

Secara teori, materi dan padanan antimaterinya disatukan dan segera, sesuai dengan namanya, memusnahkan satu sama lain. Itu melepaskan energi. Jadi, bagaimana pembangkit listrik seperti itu akan disusun?

Pertama, itu harus dibangun dengan sangat hati-hati karena besarnya jumlah energi yang terlibat. Antimateri akan terkandung terpisah dari materi normal oleh medan magnet sehingga tidak ada reaksi yang tidak diinginkan terjadi. Energi kemudian akan diekstraksi dengan cara yang sama seperti reaktor nuklir menangkap panas dan energi cahaya yang dikeluarkan dari reaksi fisi.

Reaktor materi-antimateri akan menjadi urutan besarnya lebih efisien dalam menghasilkan energi selama mekanisme reaksi terbaik berikutnya, yaitu fusi. Namun, masih tidak mungkin untuk sepenuhnya menangkap energi yang dilepaskan dari peristiwa antimateri materi. Sejumlah besar output terbawa oleh neutrino yang hampir tidak bermassa partikel yang berinteraksi sangat lemah dengan materi sehingga mereka hampir mustahil untuk ditangkap (setidaknya untuk keperluan ekstraksi energi).

Masalah Dengan Teknologi Antimateri

Kekhawatiran tentang menangkap energi tidak begitu penting karena tugas mendapatkan antimateri yang cukup untuk melakukan pekerjaan di tempat pertama. Pertama, kita harus memiliki antimateri yang cukup. Itulah kesulitan utama: mendapatkan sejumlah besar antimateri untuk mempertahankan reaktor. Sementara para ilmuwan telah berhasil menciptakan sejumlah kecil antimateri, mulai dari positron, antiproton, atom anti-hidrogen dan bahkan beberapa atom anti-helium, mereka belum dalam jumlah yang cukup signifikan untuk menggerakkan banyak hal. Jika para insinyur mengumpulkan semua antimateri yang pernah dibuat secara artifisial, maka hampir tidak akan cukup (bila digabungkan dengan materi normal) menyalakan bola lampu standar selama lebih dari beberapa menit.

Selain itu, biayanya sangat tinggi. Akselerator partikel mahal untuk dijalankan, bahkan untuk menghasilkan sejumlah kecil antimateri dalam tabrakan mereka. Dalam skenario kasus terbaik, biayanya sebesar $ 25 miliar untuk menghasilkan satu gram positron. Para peneliti di CERN menunjukkan bahwa butuh 100 kuadriliun dolar dan 100 miliar tahun menjalankan akselerator mereka untuk menghasilkan satu gram antimateri tunggal.

Jelas, setidaknya dengan teknologi yang tersedia saat ini, pembuatan antimateri biasa tidak terlihat menjanjikan. Dan, itu membuat kapal luar angkasa tidak terjangkau untuk sementara waktu. Namun, NASA sedang mencari cara untuk menangkap antimateri yang diciptakan secara alami. Ini bisa menjadi cara yang menjanjikan untuk kekuatan pesawat ruang angkasa saat mereka melakukan perjalanan melalui galaksi.

Mencari Anti-materi

Jadi, di mana para ilmuwan akan mencari antimateri yang cukup untuk melakukan trik? Sabuk radiasi Van Allen (daerah donat berbentuk partikel bermuatan yang mengelilingi bumi) mengandung sejumlah besar antipartikel. Ini diciptakan sebagai partikel bermuatan energi sangat tinggi dari Matahari yang berinteraksi dengan medan magnet Bumi. Jadi dimungkinkan untuk menangkap antimateri ini dan menyimpannya dalam medan magnet "botol" sampai kapal bisa menggunakannya untuk tenaga penggerak.

Juga, dengan penemuan baru-baru ini tentang penciptaan antimateri di atas awan badai, dimungkinkan untuk menangkap beberapa partikel ini untuk penggunaan kita. Namun, karena reaksi terjadi di atmosfer kita, antimateri pasti akan berinteraksi dengan materi normal dan memusnahkan; kemungkinan sebelum kita memiliki kesempatan untuk menangkapnya.

Jadi, sementara itu masih cukup mahal dan teknik untuk menangkap masih dalam studi, mungkin suatu hari nanti mungkin untuk mengembangkan teknologi yang dapat mengumpulkan antimateri dari ruang di sekitar kita dengan biaya lebih murah daripada penciptaan buatan di Bumi.

Masa Depan Reaktor Antimateri

Seiring kemajuan teknologi dan kami mulai memahami dengan lebih baik bagaimana antimateri dibuat, para ilmuwan dapat mulai mengembangkan cara menangkap partikel yang sulit dipahami yang secara alami diciptakan. Jadi, tidak sepenuhnya mustahil bahwa suatu hari kita dapat memiliki sumber energi seperti yang digambarkan dalam fiksi ilmiah.

Share this post