การได้สถานที่ในอวกาศอย่างรวดเร็วเป็นเป้าหมายของการวิจัยแรงขับมาเป็นเวลานาน
จรวดเป็นวิธีการที่ใช้บ่อยที่สุดของเราในการทำเช่นนั้น เหมาะสำหรับการจ่ายกำลังจำนวนมากแต่กลับไม่มีประสิทธิภาพเป็นพิเศษตัวเลือกอื่นๆ เช่น ระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าและการแล่นเรือด้วยแสงอาทิตย์นั้นมีประสิทธิภาพแต่ให้แรงเพียงเล็กน้อย แม้ว่าจะใช้เวลานานก็ตาม
ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์ใฝ่ฝันมานานแล้วว่าจะมีวิธีขับเคลื่อนวิธีที่สาม วิธีหนึ่งที่สามารถให้กำลังเพียงพอในช่วงเวลาที่ยาวนานพอที่จะขับเคลื่อนภารกิจที่มีลูกเรือไปยังดาวฤกษ์อื่นในช่วงชีวิตเดียวของมนุษย์ และนั่นอาจเกิดขึ้นได้ในทางทฤษฎีโดยใช้หนึ่งในสารที่หายากที่สุดในจักรวาล –-
กระดาษใหม่จาก Sawsan Ammar Omira และ Abdel Hamid I. Mourad จากมหาวิทยาลัยสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ พิจารณาถึงความเป็นไปได้ในการพัฒนาไดรฟ์อวกาศโดยใช้ปฏิสสาร และสิ่งที่ทำให้มันยากมากที่จะสร้าง
ปฏิสสารถูกค้นพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2475 เมื่อนักฟิสิกส์ คาร์ล เดวิด แอนเดอร์สัน สังเกตโพซิตรอนซึ่งเป็นรูปแบบปฏิสสารของอิเล็กตรอนในรังสีคอสมิกโดยส่งพวกมันผ่านห้องเมฆ เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี พ.ศ. 2479 จากการค้นพบของเขา ใช้เวลา 20 ปีในการสร้างมันขึ้นมาเป็นครั้งแรก
ตั้งแต่นั้นมา ปฏิสสารก็ถูกกระตุ้นและกระตุ้นด้วยวิธีต่างๆ มากมายเท่าที่นักวิทยาศาสตร์จะคิดได้ รวมถึงการทำลายล้างตัวเองด้วย ซึ่งแม้แต่ปฏิสสารที่มีชื่อเสียงที่สุดก็เป็นสาเหตุ
เมื่อโปรตอนปฏิสสารสัมผัสกับโปรตอนหรือนิวตรอนของสสารปกติ พวกมันจะทำลายล้างกันและปล่อยพลังงานออกมารวมกัน (โดยทั่วไปจะอยู่ในรูปของรังสีแกมมา) และอนุภาคอายุสั้นพลังงานสูงที่เรียกว่าไพออนและคาน ซึ่งบังเอิญเดินทางด้วยความเร็วเชิงสัมพัทธภาพ
ตามทฤษฎีแล้ว เรืออาจมีปฏิสสารเพียงพอที่จะจงใจสร้างการระเบิดทำลายล้างนี้ โดยใช้อนุภาคสัมพัทธภาพเป็นรูปแบบหนึ่งของแรงผลักดัน และอาจใช้รังสีแกมมาเป็นแหล่งพลังงาน
ปริมาณพลังงานโดยรวมที่ปล่อยออกมาจากแอนติโปรตอนหนึ่งกรัมที่ถูกทำลายคือ 1.8 × 1014จูล พลังงานมากกว่าเชื้อเพลิงจรวดถึง 11 เท่า และความหนาแน่นของพลังงานมากกว่านิวเคลียร์ถึง 100 เท่าหรือเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชัน ดังที่รายงานระบุไว้ "แอนติไฮโดรเจน 1 กรัมสามารถจ่ายพลังงานให้กับกระสวยอวกาศ 23 ลำได้"
ทั้งหมดนี้ก่อให้เกิดคำถาม – ทำไมเรายังไม่มีระบบขับเคลื่อนที่ยอดเยี่ยมเหล่านี้?
คำตอบง่ายๆ ก็คือปฏิสสารนั้นทำงานได้ยาก เนื่องจากมันจะทำลายล้างตัวเองด้วยทุกสิ่งที่มันสัมผัส มันจึงต้องถูกระงับไว้ในสนามกักกันแม่เหล็กไฟฟ้าขั้นสูง นักวิทยาศาสตร์ที่ทำได้ยาวนานที่สุดสามารถทำได้ที่ CERN ในปี 2559 เป็นเวลาประมาณ 16 นาที และถึงแม้จะเป็นเพียงอะตอมเพียงไม่กี่อะตอมเท่านั้น ไม่ใช่กรัมหรือกิโลกรัมที่จำเป็นต่อการสนับสนุนระบบขับเคลื่อนระหว่างดวงดาว
นอกจากนี้ ยังต้องใช้พลังงานจำนวนมหาศาลเพื่อสร้างปฏิสสาร ซึ่งทำให้มีราคาแพง Antiproton Decelerator ซึ่งเป็นเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ที่ CERN สามารถผลิตแอนติโปรตอนได้ประมาณ 10 นาโนกรัมต่อปีโดยมีค่าใช้จ่ายหลายล้านดอลลาร์
การผลิตปฏิสสารหนึ่งกรัมจะต้องใช้พลังงานประมาณ 25 ล้านกิโลวัตต์ชั่วโมง ซึ่งเพียงพอที่จะจ่ายให้กับเมืองเล็กๆ เป็นเวลาหนึ่งปี นอกจากนี้ยังมีราคาสูงกว่า 4 ล้านเหรียญสหรัฐตามอัตราค่าไฟฟ้าโดยเฉลี่ย ทำให้เป็นหนึ่งในสารที่แพงที่สุดในโลก
เมื่อพิจารณาถึงค่าใช้จ่ายนี้และโครงสร้างพื้นฐานขนาดใหญ่ที่จำเป็นในการดำเนินการดังกล่าว การวิจัยปฏิสสารจึงมีค่อนข้างจำกัด มีการผลิตเอกสารเกี่ยวกับเรื่องนี้ประมาณ 100-125 ฉบับต่อปี ซึ่งเพิ่มขึ้นอย่างมากจากประมาณ 25 ฉบับในปี 2000
อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับรายงานประมาณ 1,000 ฉบับต่อปีในโมเดลภาษาขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นหนึ่งในรูปแบบอัลกอริธึมยอดนิยมที่ขับเคลื่อนการเติบโตของ AI ในปัจจุบัน กล่าวอีกนัยหนึ่ง ค่าใช้จ่ายโดยรวมและขอบเขตระยะยาวสัมพัทธ์เหนือการจ่ายเงินใดๆ จะจำกัดจำนวนเงินทุน และด้วยเหตุนี้ ความก้าวหน้าในการสร้างและการจัดเก็บปฏิสสาร
นั่นหมายความว่าอาจต้องใช้เวลาอีกสักระยะก่อนที่เราจะลงเอยด้วยการขับเรือปฏิสสาร เราอาจจำเป็นต้องสร้างเทคโนโลยีการผลิตพลังงานเบื้องต้น เช่น ฟิวชัน ซึ่งสามารถลดต้นทุนพลังงานได้อย่างมาก และยังช่วยให้การวิจัยที่จะพาเราไปถึงจุดนั้นได้ในที่สุด
อย่างไรก็ตาม ความเป็นไปได้ในการเดินทางด้วยความเร็วที่ใกล้เคียงสัมพัทธภาพและอาจนำมนุษย์ไปยังดาวดวงอื่นภายในช่วงชีวิตเดียวเป็นเป้าหมายอันทะเยอทะยานที่ผู้ชื่นชอบอวกาศและการสำรวจทุกแห่งจะยังคงติดตามต่อไป ไม่ว่าจะใช้เวลานานเท่าใดก็ตาม
บทความนี้เผยแพร่ครั้งแรกโดยจักรวาลวันนี้- อ่านบทความต้นฉบับ-
