TÀU LIÊN SAO PHẢN VẬT CHẤT
Công nghệ của làn sóng thứ năm (gồm động cơ phản vật chất, buồm ánh sáng,
động cơ nhiệt hạch và tàu nano) sẽ mở ra những chân trời xán lạn cho ngành thiết
kế tàu liên sao. Động cơ phản vật chất như trong phim Star Trek rất có thể sẽ trở
thành hiện thực. Chúng sẽ tận dụng nguồn năng lượng lớn nhất trong vũ trụ: sự
chuyển hóa trực tiếp vật chất thành năng lượng thông qua va chạm giữa vật chất
và phản vật chất.
Phản vật chất ngược với vật chất, nghĩa là nó có điện tích trái dấu. Một phản
electron mang điện tích dương, còn một phản proton mang điện tích âm. (Thời
trung học, tôi từng nghiên cứu phản vật chất bằng cách đặt một viên natri-22
trong buồng mây, chờ phản electron thoát ra, rồi chụp ảnh những dấu vết rất đẹp
sót lại của nó. Về sau, tôi còn làm một máy gia tốc betatron có năng lượng gia tốc
2,3 triệu electron volt, với hy vọng có thể phân tích tính chất của phản vật chất.)
Khi vật chất va chạm với phản vật chất, cả hai sẽ nổ tung, trở thành năng lượng
thuần túy, nên hiệu suất giải phóng năng lượng của phản ứng này là 100%. Trong
khi đó, hiệu suất của bom nguyên tử chỉ là 1%; còn đối với bom nhiệt hạch, phần
lớn năng lượng bên trong cũng bị lãng phí.
Thiết kế tên lửa phản vật chất thực sự khá đơn giản. Phản vật chất sẽ được chứa
trong bồn kín và an toàn, rồi đưa thành dòng chảy đều vào buồng đốt. Chúng sẽ
kết hợp với vật chất trong buồng và bùng nổ, phát ra các tia gamma và tia X.
Năng lượng này bắn ra ngoài qua khe hở ở buồng xả, tạo nên lực đẩy.
Như James Benford nói với tôi, tên lửa phản vật chất là ý tưởng rất được người
hâm mộ truyện khoa học viễn tưởng ưa thích, nhưng có một số vấn đề nghiêm
trọng trong việc chế tạo loại tên lửa này. Thứ nhất, phản vật chất có tồn tại trong
tự nhiên, nhưng với lượng rất nhỏ, nên ta sẽ phải sản xuất chúng trên quy mô lớn
để có đủ nhiên liệu cho động cơ. Nguyên tử phản hydro đầu tiên, với một phản
electron quay xung quanh một phản proton, được tạo ra năm 1995 tại CERN
(European Organization for Nuclear Research: Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân
Châu Âu) ở Geneva, Thụy Sỹ. Người ta tạo ra một chùm proton thông thường rồi
bắn nó xuyên qua một mục tiêu làm bằng vật chất thông thường. Va chạm này
