Sellest võrrandist tuli loomulikul moel välja elektroni spinn. Relatiivsus ja spinn osutusid olevat ühenduses.

Dirac nägi, et tema võrrandist tuli välja ka negatiivse energiaga elektron. Õigemini negatiivse energiaga elektronide mõõtmatult suur kogus, mida skeptilised teadlased hakkasid Diraci mereks kutsuma. 1931. aastal ennustas Paul Dirac, et iga täitmata negatiivse energiaga olek ehk auk on jälgitav positronina. Teda ei usutud, kuni juba järgmisel aastal leidis ameerika füüsik Carl Anderson kosmiliste kiirte ja maise mateeria vastastikmõju uurides üles needsamad positiivsed elektronid, antielektronid ehk positronid, nagu neid praegu kutsutakse. Ja juba 1933. aastal pälvis Dirac Nobeli auhinna.

Dirac ennustas midagi enamat kui positroni – ta leidis üles antimaailma.

Ülikallis antiaine

Antiaine osakestel on aine osakestega vastupidine elektrilaeng, ent muus osas on nad peaaegu samased. Kogu Maalt nähtav mateeria näib olevat tehtud ainest, mitte antiainest. Ometi pidid Suure Paugu ajal tingimused olema sümmeetrilised. Kuidas on juhtunud nii, et meie universumis valdab aine üks vorm, seda on teadlased vaid oletanud.

Antiosakesi tekib universumis pidevalt, kui suure energiaga osakesed omavahel kokku põrkavad. Ka Maa atmosfääri pommitavad kosmilised kiired sünnitavad antiosakesi, mis küll kohe tavalise ainega üksteist kaotavad ehk annihileeruvad. Aine ja antiaine kohtumisest annab märku tekkiv ülisuure energiaga gammakiirgus nii nagu elektroni ja positroni puhul. Raskemate osakeste ja antiosakeste hävimisel võib tekkida ka teist laadi osakesi. Meie galaktika keset tundub ümbritsevat hiiglaslik antiaine pilv, millest annab märku omapärane gammakiirgus.

Kuigi aine ja antiaine kohtumisest võib vallanduda suur pauk, füüsikud antimateeriat ei karda. Neile on tilluke tükk sellest hindamatu kingitus. Seda sõna otseses mõttes. Kümne aasta eest hindas NASA, et ühe grammi antivesiniku tootmine maksaks 62 triljonit dollarit.

Kui tükike antiainet kohtub ainega, siis ained kaovad. See on põhjus, miks antiainet ei saa hoida tavalisest ainest anumas. Kui antiaine koosneb laetud osakestest, saab seda hoida hõljumas elektri- või magnetväljas. See teebki antiaine tekitamise nii kalliks. Kuid meie aine antipood annaks üliväärtuslikku teavet selle kohta, kuidas maailm on ehitatud. Võrreldes ainet antiainega saaksid teadlased katseliselt näha, kas osakeste maailm on sellise sümmeetriaga, nagu ennustab seda kirjeldada püüdev nn standardmudel.

Nüüd on ühes Euroopa tuumauuringute keskuse (CERN) laboris suudetud mitte ainult antivesiniku aatomeid tekitada, vaid neid ka magnetlõksus hoida kauem, kui suudeti seni. Viis aastat visa tööd viis selleni, et 38 antivesiniku aatomit hoiti alles 170 millisekundi jooksul. Tava-elus ei ole sekundi murdosal mingit tähendust, ent algosakeste jaoks on see väga pikk aeg.

CERN-i teadlased, kes töötavad eksperimendis nimega ALPHA, tahavad võrrelda antivesiniku energianivoosid vesiniku omadega, veendumaks, et anti-osakestele mõjuvad samad elektromagnetilised jõud kui osakestele. Projekti eelkäija raames õnnestus 2002. aastal luua umbes 50 000 antielektroni aatomit, ent need hävisid millisekundite jooksul, kohtudes tavalise vesiniku aatomitega.

Et nii ei läheks, tekitas ALPHA meeskond antivesiniku aatomid magnetlõksus. Kuigi antivesinik pole elektriliselt laetud nagu positronid ja antiprootonid, on sellel magnetilised omadused, mis tulenevad koostisosakeste spinnidest. ALPHA teadlased kasutasid erilist kaheksajalga meenutavat oktupolmagnetit, mis kujutab endast kaheksas juhtmes voolavat elektrivoolu. Sellise seadme magnetväli on suurim lõksu seinte läheduses ja vähim keskmes, nõnda et aatomid sunnitakse koonduma keskmesse.

Et püüda lõksu 38 aatomit, pidi eksperimenti kordama 335 korda. Et antiaatomite spektro-skoopilisi omadusi mõõta, selleks peab neid üheskoos olema vähemalt sada. Antiprootonite tegemiseks võeti mõned prootonid, millega toidetakse lähedal asuvad suurt hadronite põrgatit, pommitati nendega metallmärklaudu ja püüti tekkivad osakesed kinni. Positronid püüti radioaktiivse naatriumi allikast. Et anti-prootonid ja positronid antivesiniku aatomiks ühineksid, kasutati ostsilleerivat elektrivälja.

Tekkivad antiaine aatomid on tavaliselt liiga kuumad ja energilised, et neid lõksus kinni hoida. Need tuleb elektri- ja magnetväljades maha jahutada. Miljonitest antivesiniku aatomitest osutus vaid 38 piisavalt külmaks, et neid kauem kinni hoida.

Kui Dirac avastas matemaatiliselt antimaailma paratamatuse, ei osanud keegi arvata, et seesama hoomamatu antimaailm hakkab inimest diagnoosima. Ometi teeb ta seda praegu iga päev. Kui on vaja uurida, mis ajus toimub või kas on arenemas kasvaja, või teada saada muudki organismi kohta, siis tuleb appi seade nimetusega positronide emissiooni tomograaf (PET). Patsiendile antakse sisse neelata väike ohutu kogus radioaktiivset kemikaali, mis kiirgab positrone. See kemikaal liigub näiteks ajju, kiiratud positron liigub seal paar millimeetrit, kuni kohtab mõnd elektroni ja – hopsti! Antiaine ja aine annihileeruvad, kaovad ning vallandub kaks vastassuunas liikuvat gammakiirguselist footonit. Selle kiirgused registreeritakse ja nõnda saadakse teada olulisi asju aju ühe või teise osa tervise ja aktiivsuse kohta.

Matemaatilistel valemitel peab olema sisemine ilu, oli Diraci moto. Kui matemaatika on ilus, aga ei ühti eksperimendiga, siis peab eelistama matemaatikat. Kõigepealt matemaatika, seejärel eksperiment. Matemaatik mängib mängu, kus ta leiutab reeglid, füüsik mängib mängu, mille reeglid annab loodus. Jumal on geniaalne matemaatik.

Diracil õnnestus ilu tõepoolest patta panna ja praegu kohtame igas korralikus haiglas tehnikat, mille tegevus põhineb antiainel, millesse uskus veel 80 aasta eest vaid üks inimene. Ise-asi, kui palju patsiente oleks nõus tomograafi sisse pugema, kui neile maalida pilt, kuidas nende ajus hakkavad toimuma antiaine ja aine kohtumisel tekkivad plahvatused.