Antimaterie

As jo ​​it wurd hearre anty-saak It liket op iets typysks foar in film. It is lykwols wat heul echt en wy stjoere it sels út yn ús lichem. Antimatter is heul wichtich wurden foar wittenskip, om't it ús helpt in protte aspekten fan it universum, syn formaasje en evolúsje te begripen. Derneist ferklearret it in protte ferskynsels dy't plakfine yn 'e realiteit.

Wolle jo witte wat anty-materiaal is en wêrom is it sa wichtich? Hjir lizze wy jo alles út.

Wat is anty-materiaal

Antimatter ûntstiet út ien fan dy enoarme fergelikingen dy't in taal hawwe dy't allinich grutte natuerkundigen en wiskundigen yn steat binne te ûntsiferjen. Dizze fergelikingen lykje as iets dat ferkeard is en dat it normaal is, nei safolle fergelikingen, normaal is dat der wat flater is. Dochs, dit is folslein wier en anty-materiaal is echt.

It is in stof dy't bestiet út wat bekend is as anty-dieltsjes. Dizze dieltsjes binne itselde as dejingen dy't wy kenne, mar mei de folslein tsjinoerstelde elektryske lading. Bygelyks, it anty-dieltsje fan in elektron waans lading negatyf is, is in positron, It is in lykweardich elemint mei deselde komposysje, mar mei in positive lading. Dit is sa ienfâldich en wa't it yngewikkelder wol meitsje is ferkeard.

Dizze dieltsje- en anty-dieltsje stoffen geane yn pearen. As de twa botse, ferneatigje se inoar en ferdwine se folslein. Under it resultaat fan dizze botsing wurdt in flits fan ljocht foarme. Deeltjes dy't gjin lading hawwe, lykas neutrino's, wurde sels tocht dat se har eigen anty-dieltsje binne.

D'r binne wat teoryen dy't oan dizze dieltsjes tinke ûnder de namme Majorana en it folget dat de dieltsjes fan donkere matearje ek Majorana-dieltsjes kinne wêze, dat wol sizze dat se sels tagelyk syn anty-dieltsje en dieltsje binne.

Dirac's fergeliking

As wy hawwe besprutsen, ûntstiet anty-materiaal út wiskundige stúdzjes en lange fysike fergelikingen. Natuerkundige Paul Dirac, studearre dit alles yn 1930. Hy besocht de wichtichste fysike streamingen yn ien te ferienigjen: spesjale relativiteitstheorie en kwantummeganika. Dizze twa streamingen feriene yn ien teoretysk ramt koenen it begryp fan it universum sterk helpe.

Hjoed wite wy dit as de Dirac-fergeliking. Dit is in frij ienfâldige fergeliking, mar ien dy't alle wittenskippers yn 'e tiid oerweldige. De fergeliking foarsei wat dat ûnmooglik liket, dieltsjes mei negative enerzjy. De fergelikingen fan Dirac seine dat dieltsjes legere enerzjy kinne hawwe dan rêst. Dat is, se koene minder enerzjy hawwe dan se hawwe as se absolút neat dogge, Dizze ferklearring wie dreger foar natuerkunden te begripen. Hoe kinne jo minder enerzjy hawwe dan jo hawwe sûnder wat te dwaan, as jo neat mear sels dogge?

Hjirút wie it mooglik te finen dat de dieltsjes negative enerzjy hienen. Dit alles aktivearde de realiteit wêryn't d'r in see fan dieltsjes is dy't negative enerzjy hawwe en dy't net troch fysika ûntdutsen wie. As in normaal dieltsje springt fan in leger enerzjynivo nei in heger, lit it in gat achter yn it legere enerzjynivo dat it kaam. No, as it dieltsje in negative lading hat, kin it gat in negatyf laden gat hawwe, of, wat itselde is, in positive lading, dat is in positron. Dit is hoe't it konsept anty-dieltsje berne is.

Wêr wurdt anty-materiaal fûn?

De earste anty-dieltsjes dy't waarden ûntdutsen wiene dy fan kosmyske strielen mei in wolkekamer. Dizze kamera's wurde brûkt om dieltsjes op te spoaren, se stjoere in gas út dat ioniseart nei de trochgong fan dieltsjes, sadat jo it paad kinne dat se hawwe. Wittenskipper Carl D. Anderson koe in magnetysk fjild brûke, sadat, As in dieltsje troch de keamer giet, sil it paad bûge foar syn elektryske lading. Op dizze manier waard it berikt dat it dieltsje nei de iene kant gie en it anty-dieltsje nei de oare.

Letter waarden antiprotons en antineutrons ûntdutsen en sûnt dy tiid binne de ûntdekkingen grutter en grutter west. Antimatter wurdt better bekend. Us planeet wurdt konstant bombardeare mei anty-dieltsjes dy't diel útmeitsje fan kosmyske strielen. Wat it tichtste by ús is, is wat ús beynfloedet.

Wy kinne sizze dat wy sels anty-materiaal útstjoere fanwegen de gearstalling fan it lichem. As wy bygelyks in banaan ite, troch it ferfal fan kalium -40, sil elke 75 minuten in positron foarmje, Dit betsjut dat as, yn ús lichem kalium -40 fine, it sil wêze dat wy sels in boarne binne fan anty-dieltsjes.

Wêr is it foar

Wiswier sille jo sizze dat wat is it nut fan witten dat der anty-materiaal is. No, tank oan har, hawwe wy in protte ferbetteringen op it mêd fan medisinen. Bygelyks, it wurdt breed brûkt yn positron-emisje-tomografy. Dizze dieltsjes wurde brûkt om guon ôfbyldings fan it minsklik lichem te meitsjen mei hege resolúsje. Dizze ôfbyldings binne heul nuttich by ynspeksjes om te witten as wy in tumor hawwe dy't útwreidet as de mate fan evolúsje. It gebrûk fan antiprotons foar de behanneling fan kankers wurdt ek ûndersocht.

Yn 'e takomst kin anty-materiaal tsjinje as in kânsryk elemint yn enerzjyproduksje. As matearje en anty-materie ferneatigje, litte se in goede foarm fan enerzjy yn 'e foarm fan ljocht. Ien gram anty-materiaal allinich soe in enerzjy frijjaan as in nukleêre bom. Dit is folslein geweldig.

It probleem hjoed mei de eksploitaasje fan anty-materiaal foar enerzjy is har opslach. It is wat dat wy heul fier fan oplossen binne. Elke gram anty-matearje it soe sawat 25.000 triljoen kilowatt oeren enerzjy nedich wêze.

It tsjinnet ek om út te lizzen wêrom't wy besteane. Yn earste ynstânsje, neffens oerknalteory, de oarsprong fan sawol matearje as anty-matearje moat bard wêze troch in patroan fan totale symmetry. As dit sa wie, soene wy ​​al ferdwûn wêze. Dêrom is it needsaaklik dat d'r teminsten 1 mear dieltsje fan matearje moat wêze foar elke anty-matearje.

Ik hoopje dat dizze ynformaasje jo twifels oer anty-materiaal hat ophelderd.