Antymateria jest przeciwieństwem normalnej materii. Dokładniej, subatomowe cząstki antymaterii mają właściwości przeciwstawne do właściwości normalnej materii. Ładunek elektryczny tych cząstek jest odwrócony. Antymateria powstała wraz z materią po Wielkim Wybuchu, ale antymateria jest rzadka w dzisiejszym wszechświecie i naukowcy nie są pewni dlaczego.
aby lepiej zrozumieć antymaterię, trzeba wiedzieć więcej o materii. Materia składa się z atomów, które są podstawowymi jednostkami pierwiastków chemicznych, takich jak wodór, hel lub tlen.,
wszechświat atomu jest złożony, ponieważ jest pełen egzotycznych cząstek o właściwościach spinu i „smaku”, które fizycy dopiero zaczynają rozumieć. Z prostej perspektywy, jednak Atomy mają cząstki, które są znane jako elektrony, protony i neutrony wewnątrz nich. Każdy element ma pewną liczbę protonów w każdym atomie: Wodór ma jeden proton; Hel ma dwa protony; i tak dalej.
antycząstki
w sercu atomu, zwanym jądrem, są protony (które mają dodatni ładunek elektryczny) i neutrony (które mają ładunek neutralny)., Elektrony, które na ogół mają ładunek ujemny, zajmują orbity wokół jądra. Orbity mogą się zmieniać w zależności od tego, jak „wzbudzone” są elektrony (czyli ile mają energii.)
w przypadku antymaterii, według NASA ładunek elektryczny jest odwrócony względem materii. Antyelektrony (zwane pozytonami) zachowują się jak elektrony, ale mają ładunek dodatni. Antyprotony, jak sama nazwa wskazuje, są protonami o ładunku ujemnym.,
te cząstki antymaterii (które są nazywane „antycząstkami”) zostały wytworzone i zbadane w wielkich akceleratorach cząstek, takich jak duży Zderzacz Hadronów obsługiwany przez CERN (Europejska Organizacja Badań Jądrowych), NASA stwierdził.
„Antymateria to nie Antygrawitacja” – dodała NASA. „Chociaż nie zostało to potwierdzone doświadczalnie, istniejąca teoria przewiduje, że antymateria zachowuje się tak samo wobec grawitacji, jak normalna Materia.”
gdzie to jest?
cząstki antymaterii powstają w zderzeniach o bardzo dużej prędkości., W pierwszych chwilach po Wielkim Wybuchu istniała tylko energia. W miarę jak wszechświat ochładzał się i rozszerzał, cząstki zarówno materii, jak i antymaterii były wytwarzane w równych ilościach. Dlaczego Materia zaczęła dominować, to pytanie, które naukowcy jeszcze nie odkryli.
jedna z teorii sugeruje, że na początku powstała bardziej normalna Materia niż antymateria, tak że nawet po wzajemnej anihilacji pozostało wystarczająco dużo normalnej materii, aby uformować gwiazdy, galaktyki i nas.,
przewidywanie i Nagroda Nobla
Antymateria została po raz pierwszy przepowiedziana w 1928 roku przez angielskiego fizyka Paula Diraca, który New Scientist magazine nazwał „największym brytyjskim teoretykiem od czasów Sir Isaaca Newtona.”
Dirac połączył specjalne równanie względności Einsteina (które mówi, że światło jest najszybciej poruszającą się rzeczą we wszechświecie) i mechanikę kwantową (która opisuje, co dzieje się w atomie), według magazynu. Odkrył równanie działające dla elektronów z ładunkiem ujemnym lub z ładunkiem dodatnim.,
podczas gdy Dirac początkowo wahał się, czy podzielić się swoimi odkryciami, ostatecznie zaakceptował je i powiedział, że każda cząstka we wszechświecie będzie miała lustrzane odbicie. Amerykański fizyk Carl D. Anderson odkrył pozytony w 1932 roku. Dirac otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1933 roku, a Anderson dostał nagrodę w 1936 roku.
statek antymaterii?
gdy cząstki antymaterii oddziałują z cząstkami materii, anihilują się nawzajem i wytwarzają energię., To doprowadziło inżynierów do spekulacji, że napędzany antymaterią statek kosmiczny może być skutecznym sposobem na zbadanie wszechświata.
NASA ostrzega, że istnieje ogromny haczyk z tym pomysłem: potrzeba około 100 miliardów dolarów, aby stworzyć miligram antymaterii. Podczas gdy badania mogą uzyskać o wiele mniej antymaterii, jest to minimum, które byłoby potrzebne do zastosowania.
” aby być opłacalnym komercyjnie, cena ta musiałaby spaść o około 10 tys., Wytwarzanie energii powoduje kolejny ból głowy: „tworzenie antymaterii kosztuje znacznie więcej energii niż energia, którą można odzyskać z reakcji antymaterii.”
ale to nie powstrzymało NASA i innych grup od pracy nad udoskonaleniem technologii, aby umożliwić sondzie antymaterii. W 2012 roku przedstawiciel grupy Tauri powiedział Space.com że jest możliwe, że antymateria może być użyta około 40-60 lat w przyszłości.,
NASA stworzyła raport z 2010 roku (z pomocą grupy Tauri i innych) o nazwie „Technology Frontiers: Breakthrough Capabilities for Space Exploration”, w którym szczegółowo opisano, w jaki sposób sonda termojądrowa może działać.
konstrukcja wymaga granulek deuteru i trytu (ciężkich izotopów wodoru z jednym lub dwoma neutronami w jądrach, w przeciwieństwie do zwykłego wodoru, który nie ma neutronów). Wiązka antyprotonowa zostanie następnie przesłana do granulek, które uderzą o warstwę uranu osadzoną wewnątrz.,
Po tym, jak antyprotony uderzą w Uran, oba zostaną zniszczone i powstaną produkty rozszczepienia, które wywołają reakcję fuzji. Odpowiednio ukierunkowany, może to spowodować ruch statku kosmicznego.
Czytaj dalej:
- NASA: stan napędu Warp antymaterii, kiedy?
- Scientific American: Co To jest Antymateria?
- CERN: Antymateria