Dyrt att skapa guld ur ingenting
**Fråga:** Om man lyckas skapa antimateria av ett visst ämne, till exempel guld, och sammanför det med vanligt guld så upphäver ju ämnena varandra. Innebär det att man i framtiden kanske kan skapa guld ur vakuum, det vill säga utvinna dels guld, dels guld-antimateria ur ingenting?
*Jonathan Lööv*
**Svar:** Par av partiklar och antipartiklar kan skapas ur energi. På jorden sker det i acceleratorer där partiklar kollideras med mycket hög hastighet. Vid det europeiska fysiklaboratoriet Cern skapas par av anti-protoner och protoner. En proton är kärnan i den lättaste atomen, väte (liksom anti-protonen är kärnan i anti-väte). Tyngre atomkärnor består av flera stycken protoner och dessutom ett antal neutroner. I teorin skulle man kunna producera kärnor av guld och anti-guld på samma sätt, men i verkligheten är det omöjligt.
Problemet är storleken: en guldkärna innehåller 79 protoner och 118 neutroner, så den är 197 gånger tyngre än en vätekärna. Ju tyngre en partikel är, desto mindre sannolikt är det att den skapas i en kollision. Så även om det finns tillräckligt med energi tillgängligt för att skapa en elefant – eller en anti-elefant – är det inte särskilt troligt att detta sker. I stället kommer energin att gå till massvis av småpartiklar. Sannolikheten för att en viss kärna ska skapas minskar drastiskt med dess storlek, det vill säga antal protoner och neutroner. Det är inte 197 gånger mindre sannolikt att guld skapas än en vätekärna. Det är i stället 1 000 gånger mindre sannolikt för var och en av de 196 protoner och neutroner som måste läggas till. Det vill säga, sannolikheten minskar med 1 000*1 000*1 000*… upprepat 196 gånger. Det blir ett ofattbart stort tal: en etta följd av 588 nollor. Ska du få en guld- eller antiguldkärna i stället för en vätekärna måste du alltså räkna med att vänta så mycket längre tid. Det är mycket längre tid än vad universum har existerat.
Nyligen rapporterade forskare att de lyckats skapa 18 stycken kärnor av anti-helium (två anti-protoner och två anti-neutroner) och där går nog gränsen, åtminstone med dagens teknik.
En atom är dessutom inte bara kärnan, utan också ett antal elektroner som kretsar kring den. Elektroner och anti-elektroner – det vill säga positroner – är lätta, och alltså inte svåra att skapa från energi. Däremot är det svårt att fånga upp och hålla i kärnan eller anti-kärnan tillräckligt länge för att elektroner eller positroner ska fastna på den. Den enda anti-atomen som har skapats är anti-väte.
En aningen lättare metod att skapa anti-guld vore kanske att gå i flera steg. Först skapar man en stor mängd kärnor av anti-helium och sedan kombinerar man på något vis ihop dem till tyngre anti-kärnor. På det viset skapas de flesta av våra grundämnen i stjärnor. Men någon vidare ekonomi i denna guld- eller anti-guldframställning lär det dock inte bli.
*Svante Jonsell, docent i teoretisk atomfysik vid Stockholms universitet.*
