言葉を聞いたら 反物質 それは映画の典型的なもののようです。 しかし、それは完全に現実的なものであり、私たちはそれを私たちの体に放出することさえあります。 アンチマターは、宇宙の多くの側面、その形成と進化を理解するのに役立つため、科学にとって非常に重要になっています。 さらに、それは実際に起こる多くの現象を説明します。
アンチマターとは何か、なぜそれがそれほど重要なのか知りたいですか？ ここではすべてを説明します。
反物質とは
反物質は、偉大な物理学者と数学者だけが解読できる言語を持っているそれらの巨大な方程式のXNUMXつから生じます。 これらの方程式は間違っているように見えます。通常、非常に多くの方程式を実行した後、エラーが発生するのは正常です。 しかしながら、 これは完全に真実であり、反物質は本物です。
それは、抗粒子として知られているもので構成された物質です。 これらの粒子は私たちが知っているものと同じですが、まったく反対の電荷を持っています。 例えば、 電荷が負の電子の反粒子はポジトロンです。 それは同じ組成の等しい元素ですが、正の電荷を持っています。 これは単純なことであり、それをより複雑にしたい人は誰でも間違っています。
これらの粒子状物質と反粒子状物質は対になります。 XNUMXつが衝突すると、それらは互いに消滅し、完全に消えます。 この衝突の結果、閃光が形成されます。 ニュートリノのように電荷を持たない粒子は、それ自体が独自の反粒子であると考えられています。
マジョラナの名前でこれらの粒子を考えるいくつかの理論があり、暗黒物質の粒子もマジョラナの粒子である可能性があります。 つまり、それら自体が同時にその反粒子であり粒子であるということです。
ディラックの方程式
すでに説明したように、反物質は数学的研究と長い物理方程式から生じます。 物理学者のポール・ディラックは、1930年にこれらすべてを研究しました。彼は、最も重要な物理的な流れをXNUMXつに統合しようとしました。それは、特別な相対性と量子力学です。 単一の理論的枠組みに統合されたこれらのXNUMXつの流れは、宇宙の理解に大いに役立つ可能性があります。
今日、私たちはこれをディラック方程式として知っています。 これはかなり単純な方程式ですが、当時すべての科学者を圧倒したものです。 方程式は、不可能と思われる何か、負のエネルギーを持つ粒子を予測しました。 ディラックの方程式は、粒子は静止よりもエネルギーが低い可能性があると述べています。 つまり、まったく何もしていないときよりもエネルギーが少なくなる可能性があります。 この声明は、物理学者にとって理解するのがより困難でした。 自分で何もしなくなった場合、何もしないよりもエネルギーを少なくするにはどうすればよいでしょうか。
このことから、粒子が負のエネルギーを持っていることがわかりました。 これらすべてが、負のエネルギーを持ち、物理学によって発見されなかった粒子の海があるという現実を引き起こしました。 通常の粒子が低いエネルギーレベルから高いエネルギーレベルにジャンプすると、元の低いエネルギーレベルにギャップが残ります。 さて、粒子が負の電荷を持っている場合、穴は負に帯電した穴、または同じように正の電荷、つまりポジトロンを持っている可能性があります。 このようにして、アンチパーティクルの概念が生まれました。
反物質はどこにありますか？
最初に検出された反物質粒子は、クラウドチャンバーを使用した宇宙線からの粒子でした。 これらのカメラは粒子を検出するために使用され、粒子の通過後にイオン化するガスを放出するため、それらの経路を知ることができます。 科学者のカール・D・アンダーソンは磁場を使用することができたので、 粒子がチャンバーを通過すると、その電荷のために経路が曲がります。 このようにして、粒子は一方の側に行き、反粒子はもう一方の側に行くことが達成された。
その後、抗プロトンと抗中性子が発見され、それ以来、発見はますます大きくなっています。 Antimatterはますます知られるようになっています。 私たちの惑星は、宇宙線の一部である反粒子で絶えず攻撃されています。 私たちに最も近いのは私たちに影響を与えるものです。
体の組成から、私たち自身が反物質を放出していると言えます。 たとえば、-40カリウムの腐敗により、バナナを食べると、 75分ごとにポジトロンを形成します。 これは、私たちの体内でカリウム-40が見つかった場合、それは私たち自身が抗粒子の供給源であることを意味します。
それは何のためですか
確かにあなたは反物質があることを知ることの使用は何であるかを言うでしょう。 彼女のおかげで、医学の分野で多くの改善がありました。 例えば、 ポジトロンエミッショントモグラフィーで広く使用されています。 これらの粒子は、高解像度で人体のいくつかの画像を生成できるようにするために使用されます。 これらの画像は、拡大している腫瘍があるかどうか、またはその進展の程度を知るための検査に非常に役立ちます。 癌の治療のための抗プロトンの使用も研究されています。
将来的には、反物質はエネルギー生産の有望な要素として役立つ可能性があります。 物質と反物質が消滅するとき、それらは光の形で良い形のエネルギーを残します。 XNUMXグラムの反物質だけで核爆弾と同等のエネルギーを放出します。 これは完全に素晴らしいです。
エネルギーのための反物質の利用に関する今日の問題は、その貯蔵です。 それは私たちが解決するにはほど遠いものです。 反物質のすべてのグラム 約25.000兆キロワット時のエネルギーが必要になります。
また、私たちが存在する理由を説明するのにも役立ちます。 当初、によると ビッグバン理論、物質と反物質の両方の起源は、完全な対称性のパターンを通じて発生したに違いありません。 もしそうなら、私たちはすでに姿を消していたでしょう。 したがって、各反物質に対して少なくとも1つ以上の物質粒子が存在する必要があります。
この情報が、反物質についてのあなたの疑問を明らかにしたことを願っています。