- Шта је антиматерија?
- Откриће антиматерије
- Својства антиматерије
- Где се налази антиматерија?
- Чему служи антиматерија?
Објашњавамо шта је антиматерија, како је откривена, њена својства, разлике са материјом и где се налази.
Шта је антиматерија?
У физици честица, антиматерија је врста материје од које се састојиантичестице, уместочестице обичан. То је ређа врста материја.
Антиматерија је веома слична обичној материји, једина разлика је у наелектрисање честица и у неким квантним бројевима. Дакле, антиелектрон, такође тзвпозитрон, То је античестица електрона, која има иста својства осим наелектрисања које је позитивно. Антинеутрони су, с друге стране, неутрални (као неутрони), али су њихови магнетни моменти супротни. Коначно, антипротони се разликују од протона по томе што су негативно наелектрисани.
Интерагом, антиматерија и материја се уништавају након неколико тренутака, ослобађајући огромне количинеЕнергија у виду фотона високе енергије (гама зрака) и других парова елементарна честица-античестица.
У студијама офизички Прави се разлика између честица и античестица помоћу хоризонталне траке (макроа) изнад симбола који одговарајупротона (п),електрон (е) инеутрон (н).
Атоми састављени од античестица не постоје природно у природа јер би били поништени обичном материјом. Само врло мала количина је успешно створена у експериментима усмереним на формирање анти-атома.
Откриће антиматерије
Постојање антиматерије теоретизирао је 1928. енглески физичар Пол Дирак (1902-1984) када је кренуо да формулише математичку једначину која комбинује принципе релативности Алберт Ајнштајн и квантна физика од Ниелса Бора.
Овај мукотрпан теоријски рад је успешно решен и одатле се долази до закључка да мора постојати честица аналогна електрону, али са позитивним електричним набојем. Ова прва античестица названа је антиелектрон и данас је познато да њен сусрет са обичним електроном доводи до међусобног поништавања и стварања фотона (гама зрака).
Стога је било могуће размишљати о постојању антипротона и антинеутрона. Диракова теорија је потврђена 1932. године, када су откривени позитрони у интеракцији између космичких зрака и обичне материје.
Од тада је примећено међусобно поништавање електрона и антиелектрона. Њихов састанак чини систем познат као позитронијум, полуживот који никада не прелази 10-10 или 10-7 секунди.
Након тога, у Берклијевом акцелератору честица (Калифорнија, 1955) било је могуће произвести антипротоне и антинеутроне путем атомских судара високе енергије, пратећи Ајнштајнову формулу Е = м.ц2 (енергија једнака маса од стране брзина светлости на квадрат).
Слично томе, 1995. године први анти-атом је добијен захваљујући Европској организацији за нуклеарна истраживања (ЦЕРН). Ови европски физичари успели су да створе водоник или атом антиводоника антиматерије, састављен од позитрона који кружи око антипротона.
Својства антиматерије
Недавна истраживања антиматерије сугеришу да је она стабилна као и обична материја. Међутим, његове електромагнетне особине су инверзне онима материје.
Није га било лако детаљно проучити, с обзиром на огромне новчане трошкове који су укључени у његову производњу у лабораторији (око 62.500 милиона долара по створеном милиграму) и његово веома кратко трајање.
Најуспешнији случај стварања антиматерије у лабораторији трајао је око 16 минута. Упркос томе, ова недавна искуства довела су до интуиције да материја и антиматерија можда немају потпуно иста својства.
Где се налази антиматерија?
Ово је једна од мистерија антиматерије, за коју постоји много могућих објашњења. Већина теорија о пореклу универзум прихватити да су у почетку постојали пропорције попут материје и антиматерије.
Међутим, тренутно се чини да се посматрани универзум састоји само од обичне материје. Могућа објашњења за ову промену указују на интеракције материје и антиматерије са Тамна материја, или до почетне асиметрије између количине материје и антиматерије произведене током Велики прасак.
Оно што знамо је да се производња природних античестица одвија у Ван Аленовим прстеновима наше планете. Ови прстенови се налазе на око две хиљаде километара од површине и на овај начин реагују када гама зраци ударе у атмосфера Екстеријер.
Ова антиматерија има тенденцију да се згрушава, пошто у том региону нема довољно обичне материје која би се сама поништила, а неки научници мисле да би се овај ресурс могао користити за „извлачење“ антиматерије.
Чему служи антиматерија?
Антиматерија још нема много практичне употребе у људским индустријама, због своје веома високе трошкови и захтевних технологије што подразумева његову производњу и руковање. Међутим, одређене апликације су већ реалност.
На пример, врше се позитронска емисиона томографија (ПЕТ), што је сугерисало да је употреба антипротона у лечењу рака могућа и можда ефикаснија од тренутних протонских техника (радиотерапија).
Међутим, главна примена антиматерије је као извор Енергија. Према Ајнштајновим једначинама, анихилација материје и антиматерије ослобађа толико енергије да би килограм анихилације материје/антиматерије био десет милијарди пута продуктивнији од било ког хемијска реакција и десет хиљада пута више од нуклеарне фисије.
Ако се ове реакције могу контролисати и искористити, све индустрије, па чак и транспорт ће се променити. На пример, десет милиграма антиматерије могло би да покрене свемирски брод до Марс.