Kui kuulete sõna antiaine See tundub nagu filmile tüüpiline. Kuid see on midagi täiesti reaalset ja me isegi emiteerime seda oma kehas. Antiaine on muutunud teaduse jaoks väga oluliseks, kuna see aitab meil mõista universumi paljusid aspekte, selle moodustumist ja arengut. Lisaks selgitab see paljusid tegelikkuses aset leidvaid nähtusi.
Kas soovite teada, mis on antiaine ja miks see nii oluline on? Siin selgitame teile kõike.
Mis on antiaine
Antiaine tuleneb ühest neist tohututest võrranditest, millel on keel, mida suudavad lahti mõtestada ainult suured füüsikud ja matemaatikud. Need võrrandid näivad olevat midagi valesti ja et pärast nii palju võrrandeid on normaalne, et on mingi viga. Sellest hoolimata see on täiesti tõsi ja antiaine on tõeline.
See on aine, mis koosneb nn antiosakestest. Need osakesed on samad kui meile tuttavad, kuid täiesti vastupidise elektrilaenguga. Näiteks, negatiivse laenguga elektroni osake on positron. See on sama koostisega, kuid positiivse laenguga võrdne element. See on nii lihtne ja kes tahab seda keerulisemaks muuta, on vale.
Need osakesed ja osakeste vastased ained lähevad paaridesse. Kui need kaks kokku põrkavad, hävitavad nad üksteist ja kaovad täielikult. Selle kokkupõrke tagajärjel tekib valgussähvatus. Arvatakse, et osakesed, millel pole laenguid, näiteks neutriinod, on nende enda osakesed.
On mõned teooriad, mis mõtlevad neid osakesi Majorana nime all ja sellest järeldub, et tumeaine osakesed võivad olla ka Majorana osakesed, see tähendab, et nad ise on selle osakesed ja osakesed üheaegselt.
Diraci võrrand
Nagu me oleme arutanud, tuleneb antiaine matemaatilistest uuringutest ja pikkadest füüsilistest võrranditest. Füüsik Paul Dirac uuris seda kõike 1930. aastal. Ta püüdis ühendada kõige olulisemad füüsikalised voolud ühes: erirelatiivsusteooria ja kvantmehaanika. Need kaks voolu, mis on ühendatud ühes teoreetilises raamistikus, võiksid kõiksuse mõistmisele palju kaasa aidata.
Täna teame seda kui Diraci võrrandit. See on üsna lihtne võrrand, kuid see valdas kõiki tollaseid teadlasi. Võrrand ennustas midagi, mis näib võimatu, negatiivse energiaga osakesi. Diraci võrrandites öeldi, et osakestel võib olla madalam energia kui ülejäänud. See tähendab, et neil võiks olla vähem energiat kui neil, kui nad ei tee absoluutselt mitte midagi. Seda väidet oli füüsikutel raskem mõista. Kuidas saaksite vähem energiat kui teete midagi tegemata, kui te ei tee enam midagi ise?
Selle põhjal oli võimalik teada saada, et osakestel oli negatiivne energia. Kõik see käivitas reaalsuse, kus on osakeste meri, millel on negatiivne energia ja mida füüsika polnud avastanud. Kui tavaline osake hüppab madalamalt energiatasemelt kõrgemale, jätab see tühiku madalamale energiatasemele, kust see tuli. Kui osakesel on negatiivne laeng, võib augul olla ka negatiivselt laetud auk või mis on sama, positiivne laeng ehk positron. Nii sündis antiosakeste mõiste.
Kust antiainet leitakse?
Esimesed detekteeritud antiaine osakesed olid pilvekambrit kasutavate kosmiliste kiirte osakesed. Neid kaameraid kasutatakse osakeste tuvastamiseks, nad eraldavad gaasi, mis pärast osakeste läbimist ioniseerub, nii et saate teada nende liikumisteed. Teadlane Carl D. Anderson suutis kasutada magnetvälja nii, et Kui osake läbib kambrit, paindub tee selle elektrilaengu jaoks. Nii saavutati, et osake läks ühele ja antiosake teisele poole.
Hiljem avastati antiprotonid ja antineutronid ning sellest ajast alates on avastused olnud üha suuremad. Antiaine on järjest tuntum. Meie planeeti pommitatakse pidevalt antiosakestega, mis on osa kosmilistest kiirtest. Kõige lähem on see, mis meid mõjutab.
Võime öelda, et me ise emiteerime antiainet keha koostise tõttu. Näiteks kui sööme banaani, siis kaalium -40 lagunemise tõttu moodustab positroni iga 75 minuti järel. See tähendab, et kui leiame oma kehas kaaliumi -40, on see, et me ise oleme antiosakeste allikas.
Milleks see mõeldud on
Kindlasti ütlete, et mis kasu on teadmisest, et antiaine on olemas. Noh, tänu temale on meil meditsiini valdkonnas palju parandusi. Näiteks, seda kasutatakse laialdaselt positronemissioontomograafias. Neid osakesi kasutatakse selleks, et toota kõrge eraldusvõimega inimkeha pilte. Need pildid on kontrollimisel väga kasulikud, et teada saada, kas meil on laienev kasvaja või selle arengutase. Samuti uuritakse antiprotoonide kasutamist vähi raviks.
Tulevikus võib antiaine olla paljulubav element energiatootmises. Aine ja antiaine hävitades jätavad nad valguse kujul hea energia vormi. Üks gramm antiainet eraldaks tuumapommiga samaväärse energia. See on täiesti vinge.
Antiaine energiakasutamise probleem on tänapäeval selle hoidmine. See on midagi, mille lahendamisest oleme väga kaugel. Iga gramm antiainet see vajaks umbes 25.000 XNUMX triljonit kilovatt-tundi energiat.
See aitab selgitada ka seda, miks me olemas oleme. Esialgu vastavalt suur paugu teooria, peavad nii aine kui ka antiaine alged olema toimunud kogu sümmeetria mustri kaudu. Kui see nii oleks, oleksime juba kadunud. Seetõttu on vajalik, et iga antiaine kohta oleks veel vähemalt 1 aineosake.
Loodan, et see teave on selgitanud teie kahtlusi antiaine suhtes.