antimaterie is het tegenovergestelde van normale materie. Meer specifiek, de subatomaire deeltjes van antimaterie hebben eigenschappen tegenover die van normale materie. De elektrische lading van die deeltjes is omgekeerd. Antimaterie is ontstaan samen met materie na de oerknal, maar antimaterie is zeldzaam in het huidige universum, en wetenschappers weten niet waarom.
om antimaterie beter te begrijpen, moet men meer weten over materie. Materie bestaat uit atomen, de basiseenheden van chemische elementen zoals waterstof, helium of zuurstof.,
het universum van een atoom is complex, omdat het vol is met exotische deeltjes met eigenschappen van spin en “smaak” die natuurkundigen nog maar net beginnen te begrijpen. Vanuit een eenvoudig perspectief, echter, atomen deeltjes die bekend staan als elektronen, protonen en neutronen binnenin hen. Elk element heeft een bepaald aantal protonen in elk atoom: waterstof heeft één proton, helium heeft twee protonen, enzovoort.
antideeltjes
in het hart van een atoom, de kern genoemd, zijn protonen (die een positieve elektrische lading hebben) en neutronen (die een neutrale lading hebben)., Elektronen, die over het algemeen een negatieve lading hebben, bezetten banen rond de kern. De banen kunnen veranderen afhankelijk van hoe “opgewonden” de elektronen zijn (wat betekent hoeveel energie ze hebben.)
in het geval van antimaterie wordt de elektrische lading omgekeerd ten opzichte van materie, volgens NASA. Anti-elektronen (positronen genoemd) gedragen zich als elektronen maar hebben een positieve lading. Antiprotons, zoals de naam al impliceert, zijn protonen met een negatieve lading.,
deze antimateriedeeltjes (die “antideeltjes” worden genoemd) zijn gegenereerd en bestudeerd met enorme deeltjesversnellers zoals de Large Hadron Collider die wordt geëxploiteerd door CERN (de Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek), verklaarde NASA.
“Antimatter is NOT antigravity,” voegde NASA eraan toe. “Hoewel het niet experimenteel is bevestigd, voorspelt de bestaande theorie dat antimaterie zich hetzelfde gedraagt ten opzichte van de zwaartekracht als normale materie.”
Waar is het?
Antimateriedeeltjes ontstaan bij botsingen met ultrahoge snelheid., In de eerste momenten na de oerknal bestond alleen energie. Naarmate het heelal afkoelde en uitdijde, werden deeltjes van zowel materie als antimaterie in gelijke hoeveelheden geproduceerd. Waarom materie domineerde is een vraag die wetenschappers nog niet hebben ontdekt.
Een theorie suggereert dat er in het begin meer normale materie werd gecreëerd dan antimaterie, zodat er zelfs na Wederzijdse annihilatie nog genoeg normale materie over was om sterren, sterrenstelsels en ons te vormen., antimaterie werd voor het eerst voorspeld in 1928 door de Engelse natuurkundige Paul Dirac, who New Scientist magazine genaamd “the greatest British theorist since Sir Isaac Newton.”
Dirac stelde Einsteins speciale relativiteitsvergelijking samen (die zegt dat licht het snelst bewegende ding in het universum is) en kwantummechanica (die beschrijft wat er in een atoom gebeurt), volgens het tijdschrift. Hij ontdekte dat de vergelijking werkte voor elektronen met negatieve lading of met positieve ladingen.,terwijl Dirac aanvankelijk aarzelde om zijn bevindingen te delen, omarmde hij ze uiteindelijk en zei dat elk deeltje in het universum een spiegelbeeld zou hebben. De Amerikaanse natuurkundige Carl D. Anderson ontdekte positrons in 1932. Dirac ontving een Nobelprijs voor de natuurkunde in 1933, en Anderson kreeg de prijs in 1936.
antimaterie ruimteschip?
wanneer antimateriedeeltjes interageren met materiedeeltjes, vernietigen ze elkaar en produceren ze energie., Dit heeft geleid ingenieurs te speculeren dat antimaterie-aangedreven ruimtevaartuig zou een efficiënte manier om het universum te verkennen.
NASA waarschuwt dat er een enorme vangst is met dit idee: het kost ongeveer $100 miljard om een milligram antimaterie te maken. Terwijl onderzoek kan krijgen door op een stuk minder antimaterie, dit is het minimum dat nodig zou zijn voor de toepassing.
” om commercieel levensvatbaar te zijn, zou deze prijs met ongeveer een factor 10.000 moeten dalen,” schreef het agentschap., Energieopwekking zorgt voor een andere hoofdpijn: “het kost veel meer energie om antimaterie te maken dan de energie die je terug zou kunnen krijgen van een antimateriereactie.”
maar dat heeft NASA en andere groepen er niet van weerhouden om de technologie te verbeteren om antimaterie ruimtevaartuigen mogelijk te maken. In 2012 vertelde een vertegenwoordiger van de Tauri-Groep Space.com dat het mogelijk is dat antimaterie ongeveer 40-60 jaar in de toekomst kan worden gebruikt.,NASA heeft in 2010 (met hulp van de Tauri-groep en anderen) een rapport gemaakt onder de naam “Technology Frontiers: Breakthrough Capabilities for Space Exploration”, waarin werd beschreven hoe een fusie-ruimtevaartuig zou kunnen werken.
het ontwerp vraagt om pellets van deuterium en tritium (zware waterstofisotopen met één of twee neutronen in hun kernen, in tegenstelling tot gewone waterstof zonder neutronen). Een antiprotonstraal zou dan worden gestraald in de pellets, die zou botsen tegen een laag uranium ingebed in de pellets.,
nadat de antiprotonen het uranium raken, worden beide vernietigd en ontstaan splijtingsproducten die een fusiereactie teweegbrengen. Goed gericht, dit kan een ruimtevaartuig bewegen.
verder lezen:
- NASA: status van antimaterie-Warpaandrijving, wanneer?
- Scientific American: Wat Is antimaterie?
- CERN: antimaterie