Potansiyel bir karşımadde sürücüsü bilgisayar çizimi. İmaj kredisi: Positronics Research LLC. Büyütmek için tıklayın.
Oyunu hepimiz çocuk olarak oynadık - “birdirbir” dört ayak üzerinde çömelmiş bir çocuk içeriyor, bir saniye ise ilk omuzlarına ellerini koyuyordu. Yerçekimi çekilmesine karşı hazır olan ayakta duran çocuk bacaklara derinden bükülür, sonra ilkinin üstünden yukarı ve aşağı doğru itilir. Sonuç? İkinci çocuk şimdi çömeliyor ve başka bir kurbağa benzeri sıçrama sırayla takip ediyor. Salıncak setine ulaşmanın en etkili yolu değil - doğru şirkette çok eğlenceli!
Sıçrama, "önyükleme" ile aynı şey değildir. Önyükleme sırasında, tek bir oyuncu her iki botun dış tarafındaki deri halkalarını büker ve yakalar. Oyuncu daha sonra kollarla yukarı doğru muazzam bir çaba sarf eder. Birdirbir sıçrama işleri - önyükleme yapmaz, sadece atlamadan yapılamaz - tamamen farklı bir şey.
NASA İleri Kavramlar Enstitüsü (NIAC) bir sıçramaya (oyun alanında değil, havacılık alanında) inanıyor. Enstitülerin kendi web sitesinden: “NIAC, mevcut havacılık ve uzay sistemlerinin evrimini“ atlayacak ”kavramların peşinde koşucuları gelecek yıllar hakkında düşünmeye teşvik ediyor.” NIAC birkaç iyi fikir arıyor ve NASA'dan ve başka bir yerden temin edilebilen ciddi araştırma ve geliştirme fonları tahsis edilmeden önce fizibiliteyi test etmek için altı ay süren tohum hibeleriyle desteklemeye hazır. Umarım bu tür tohumların çimlenmesine izin verilir ve gelecekteki yatırımlar onları olgunlaşır.
Ancak, NIAC bir sıçramayı önyüklemeden ayırmak istiyor. Biri işe yarıyor, diğeri hiçbir anlam ifade etmiyor. NIAC'a göre, pozitron sürücüsü, güneş sistemi boyunca ve ötesinde seyahat etme biçimimizde ileriye doğru büyük bir sıçramaya yol açabilir. Muhtemelen bununla ilgili bir önyükleme yoktur.
İnsan ikizleri gibi elektronun pozitron - ayna ikizini düşünün, çok nadir bir şey. İnsan ikizlerinden farklı olarak, bir pozitronun doğum sürecinden sağ çıkması olası değildir. Neden? Çünkü pozitronlar ve kardeşleri - elektronlar - birbirlerini karşı konulmaz bulurlar ve bir yumuşak gama ışını patlamasında hızla yok olurlar. Ancak bu patlama, kontrollü koşullar altında, yapmak isteyebileceğiniz herhangi bir “iş” biçimine dönüştürülebilir.
Işığa mı ihtiyacınız var? Bir pozitron ve bir elektron karıştırın, ardından bir gazı akkor haline getirin. Elektriğe mi ihtiyacınız var? Başka bir çifti karıştırın ve metal bir şeridi ışınlayın. İtme mi gerekiyor? Bu gama ışınlarını bir iticiye vurun, aşırı yüksek sıcaklıklara ısıtın ve iticiyi roketin arkasından itin. Ya da, bu gama ışınlarını bir hava akışında tungsten plakalara vurun, o havayı ısıtın ve bir uçağın arkasına fırlatın.
Bir pozitron kaynağı olduğunu düşünün - onlarla ne yapabilirsiniz? Gerald A. Smith'e göre Sante Fe, New Mexico'daki Positronics Research İlkesi Araştırmacısı LLC, hemen hemen her yere gidebilirsiniz, “Karşımaddenin enerji yoğunluğu kimyasaldan on büyüklük sırası ve nükleer fisyondan üç büyüklük sırasıdır veya füzyon enerjisi. ”
Ve bu itiş açısından ne anlama geliyor? "Daha az ağırlık, çok, çok, çok daha az ağırlık."
Kimyasal bazlı sevk sistemleri kullanılarak, Satürn'ü keşfetmek için gönderilen Huygens-Cassini probuyla ilişkili ağırlığın yüzde 55'i probun yakıt ve oksitleyici tanklarında bulundu. Bu arada Dünya'nın ötesinde 5650 kg ağırlığındaki probları fırlatmak için, tam olarak doldurulmuş Cassini-Huygens'in (1.032.350 kg) kendisininkinden 180 kat ağırlığında bir fırlatma aracı gerekiyordu.
Smith'in sadece sayılarını kullanarak - ve yalnızca pozitron-elektron imhası kullanan Cassini-Huygens için gerekli manevra itme kuvveti göz önüne alındığında, orijinal 1997 probunu yükleyen 3100 kg kimyasal itici, sadece 310 mikrogram elektron ve pozitrona indirgenebilir - daha az madde sabah sisinin tek bir atomize damlasında bulunandan daha fazla. Ve bu kütle azalması ile Canaveral'dan Satürn'e toplam fırlatma ağırlığı kolayca iki kat azaltılabilir.
Fakat pozitron-elektron imhası bol miktarda havaya sahip olmak ama kesinlikle benzin yok mu? arabanız sadece oksijenden uzak durmayacak. Elektronlar her yerde bulunurken, pozitronlar Dünya'da doğal olarak mevcut değildir. Aslında meydana geldikleri yerde - kara delik olay ufuklarının yakınında veya yüksek enerjili parçacıkların Dünya'nın atmosferine girmesinden kısa bir süre sonra - yakında bu her yerde bulunan elektronlardan birini bulurlar ve fotonik yaparlar. Bu nedenle kendinizinkini yapmak zorundasınız.
Parçacık hızlandırıcısına girin
Smith tarafından yönetilen Positronics Research gibi şirketler, Kaliforniya Menlo Park'ta bulunan Stanford Lineer Hızlandırıcı (SLAC) gibi parçacık hızlandırıcılarının kullanımında bulunan teknolojiler üzerinde çalışıyorlar. Parçacık hızlandırıcıları elektron-pozitron çifti üretim tekniklerini kullanarak pozitronlar oluşturur. Bu, rölativistik olarak hızlandırılmış bir elektron ışınının yoğun bir tungsten hedefine parçalanmasıyla yapılır. Daha sonra elektron ışını, tungsten içinden geçen ve eşleşen elektron ve pozitron setlerine dönüşen yüksek enerjili fotonlara dönüştürülür. Dr. Smith ve pozitron oluşturan diğerlerinin önündeki sorun, onları yakalamak, depolamak, taşımak ve etkili bir şekilde kullanmaktan daha kolaydır.
Bu arada, çift üretimi sırasında, gerçekte yaptığınız tek şey, çok az miktarda toprağa bağlı enerjiyi son derece küçük miktarlarda oldukça uçucu - ancak son derece hafif - yakıtla doldurmaktır. Bu sürecin kendisi son derece verimsizdir ve Büyük Alanın ötesine geçebilen bir uzay aracına güç sağlamak için büyük uzay probunu ve insan uzay hareketini mümkün kılan hızlarda yeterli anti-partikül biriktirmekle ilgili büyük teknik zorluklar getirmektedir. Tüm bunlar nasıl oynanır?
Smith'e göre, “fizikçiler yıllardır pozitronları madde ile çarparak pozitronları sıkarak, yüksek çözünürlüklü mikroskoplarda kullanmak için bin kadar yavaşlatırlar. Bu süreç korkunç derecede verimsizdir; Pozitronların sadece milyonda biri hayatta kalıyor. Uzay yolculuğu için yavaşlama verimliliğini en az bin faktör artırmamız gerekiyor. Laboratuvarlarımızdaki elektromanyetik tuzaklarla dört yıl süren sıkı çalışmanın ardından, önümüzdeki birkaç yıl içinde saniyede beş trilyon pozitronu yakalamaya ve soğutmaya hazırlanıyoruz. Uzun menzilli hedeflerimiz saniyede beş katrilyon trilyon pozitron. Bu hızda, birkaç saat içinde uzaya ilk pozitron yakıtlı uçuşumuz için yakıt ikmali yapabilirdik. ”
Pozitron imha motorunun aynı zamanda itici (tipik olarak sıkıştırılmış hidrojen gazı formunda) gerektirdiği doğru olsa da, itici gazın miktarı geleneksel bir roketin gerektirdiği miktarın neredeyse yüzde 10'una indirilir - reaksiyona girmek için oksitleyici gerekmez yakıt ile. Bu arada, gelecekteki zanaat aslında itici gücü güneş rüzgarı ve yıldızlararası ortamdan toplayabilir. Bu aynı zamanda bu uzay aracının fırlatma ağırlığında önemli bir azalmaya yol açmalıdır.
Yazan: Jeff Barbour
