เชื่อว่าหลายๆคนคงเคยได้ยินหรือได้เรียนรู้เกี่ยวกับอนุภาคของสสาร (Matter) ขั้นพื้นฐานที่ประกอบไปด้วย โปรตอน (Protons) นิวตรอน (Neutrons) และอิเล็กตรอน (Electrons) แต่ก็มีอีกอนุภาคหนึ่งที่มีคุณสมบัติตรงข้ามกับสสาร
รูปที่ 1. ปฏิสสาร (Antimatter) จำลอง (อ้างอิง: Canva)
นี่คือปฏิสสาร (Antimatter) เป็นโมเลกุลที่ก่อตัวขึ้นจากอะตอมที่ประกอบด้วยแอนติโปรตอน (Antiprotons) แอนตินิวตรอน (Antineutrons) และโพซิตรอน (Positrons) ซึ่งต่างจากสสาร อนุภาคย่อยของปฏิสสารมีคุณสมบัติตรงข้ามกับอนุภาคสสาร อนุภาคปฏิสสารก็เหมือนกันกับสสารที่เรารู้ แต่จะมีประจุและการหมุนตรงข้ามกัน หมายความว่าเมื่ออนุภาคของสสารและปฏิสสารดึงดูดกันและชนกัน พลังงานจำนวนมากจะถูกปล่อยออกมาทันที
ทฤษฎีปฏิสสารสมัยใหม่เริ่มต้นขึ้นในปี ค.ศ. 1928 เมื่อพอล ไดแรค (Paul Dirac) นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีชาวอังกฤษตั้งสมมติฐานของการมีอยู่ของอิเล็กตรอนที่มีประจุเป็นบวก ซึ่งผลที่ได้คือสมการที่อธิบายทั้งสสารและปฏิสสารในแง่ของสนามควอนตัม (Quantum Fields) อย่างไรก็ตาม พอลก็ไม่ได้ใช้คำว่าปฏิสสาร
ในเดือนกันยายน ปี ค.ศ. 1995 ศาสตราจารย์วอลเตอร์ โอเอลเลิร์ต (Professor Walter Oelert) และทีมนักวิทยาศาสตร์ที่สภายุโรปเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์หรือเซิร์น (European Council for Nuclear Research: CERN) ได้สร้างอะตอมของปฏิสสารชุดแรกขึ้น โดยประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรกจากการสังเคราะห์อะตอมของปฏิสสารจากส่วนประกอบของปฏิสสาร โดยสามารถสร้างอะตอม 9 อะตอม ที่เกิดขึ้นจากการชนกันระหว่างแอนติโปรตอนและอะตอมซีนอน (Xenon Atoms) ในช่วงเวลา 3 สัปดาห์
รูปที่ 2. สสาร (Matter) และปฏิสสาร (Antimatter) (อ้างอิง: Techstartups)
ปฏิสสารที่เสถียรนั้นยังไม่มีอยู่ในธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม ก็ยังมีแหล่งกำเนิดปฏิสสารอยู่บางส่วนบนโลก เช่น นักวิทยาศาสตร์พบว่ากล้วยสามารถสร้างปฏิสสาร โดยกล้วยจะสามารถปล่อยโพซิตรอน 1 โพซิตรอน ซึ่งเทียบเท่าปฏิสสารในทุกๆ 75 นาที เนื่องจากกล้วยมีโพแทสเซียม-40 (Potassium-40) ในปริมาณเล็กน้อย ซึ่งเป็นไอโซโทปของโพแทสเซียมที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ แล้วเมื่อโพแทสเซียม-40 สลายตัว ทำให้บางครั้งจะคายโพซิตรอนออกมาจากกระบวนการนี้
อีกทั้งในร่างกายมนุษย์ก็มีโพแทสเซียม-40 ซึ่งหมายความว่าเราสามารถปล่อยโพซิตรอนได้ด้วย อย่างไรก็ตาม มนุษย์นั้นสามารถสร้างปฏิสสารได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น และหากปฏิสสารทั้งหมดที่มนุษย์สร้างขึ้นมาถูกทำลายภายในคราวเดียว พลังงานที่ผลิตได้นั้นจะมีเล็กน้อยมากจนแทบจะไม่เพียงพอที่จะต้มน้ำชงชาสักถ้วย
ในการผลิตปฏิสสาร 1 กรัม นั้นจะต้องใช้พลังงานประมาณ 25 ล้านล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมง (kWh) ซึ่งจะต้องใช้เงินมากกว่า 1 ล้านล้านดอลลาร์ โดยแอนติโปรตอนที่สร้างขึ้นโดยเครื่องเร่งอนุภาคเทวาตรอนของเฟอร์มิแล็บ (Fermi National Accelerator Laboratory: Fermilab) ทั้งหมดนั้นรวมกันได้เพียง 15 นาโนกรัมเท่านั้น ซึ่งทำให้ปฏิสสารมีราคาแพงที่สุดในโลกเพราะต้องใช้พลังงานจำนวนมหาศาลอย่างไม่น่าเชื่อเพื่อสร้างปฏิสสาร ซึ่งจากการคำนวณปฏิสสารจะมีราคาแพงถึง 2379 ล้านล้านบาทต่อกรัม (62.5 ล้านล้านดอลลาร์ต่อกรัม)
ในการคำนวณปฏิสสารโดยพิจารณาจากการใช้พลังงานและเวลาที่ต้องใช้ โดยที่เซิร์นสามารถผลิตแอนติโปรตอนได้ 30,000,000 หรือ 3e7 ต่อรอบ (ซึ่งตัวเลขหลัง e หมายถึงจำนวนตัวเลขที่ยกกำลัง) หรือประมาณ 1e15 ต่อปี แล้วเมื่อคำนวณเป็นกรัมจะได้ประมาณ 1e15*1.67e-27kg = 1.67 นาโนกรัมต่อปี ซึ่งแอนติโปรตอน 1 กรัม จะมีพลังงานเท่ากับ 9e13 จูล จากสูตร E=mc^2 โดยประสิทธิภาพของกระบวนการผลิตแอนติโปรตอนคือ 1e-9 ดังนั้นคุณต้องใช้พลังงานเพิ่มขึ้น 9e22 จูล ซึ่งต้นทุนพลังงานที่เซิร์นคือ 1kWh = 3.6e6 Joule = 0.1 ยูโร ทำให้จะต้องใช้เงิน 0.1/3.6e6 *9e22 = 2.5e15 ยูโร หรือ 2,500 ล้านล้านยูโร หรือ 94,000 ล้านล้านบาท และจะใช้เวลา 6e8 ปี หรือ 600 ล้านปี ซึ่งถ้าดูจากการคำนวณแล้วก็คงจะไม่คุ้มค่าในเวลานี้ แต่ในอนาคตเมื่อเทคโนโลยีพัฒนามากพอเราอาจจะได้เห็นความคุ้มค่าของเวลาและราคาที่เหมาะสมมากกว่านี้
อ้างอิง: Techstartups
