Apabila anda mendengar perkataan itu antimateri Sepertinya sesuatu yang khas dari filem. Walau bagaimanapun, ia adalah sesuatu yang benar-benar nyata dan kita bahkan mengeluarkannya di dalam badan kita. Antimateri telah menjadi sangat penting bagi sains kerana ia membantu kita memahami banyak aspek alam semesta, pembentukan dan evolusi. Di samping itu, ia menerangkan banyak fenomena yang berlaku secara realiti.
Adakah anda ingin mengetahui apa itu antimateri dan mengapa begitu penting? Di sini kami menerangkan semuanya kepada anda.
Apa itu antimateri
Antimateri timbul dari salah satu persamaan besar yang mempunyai bahasa yang hanya dapat difahami oleh ahli fizik dan ahli matematik. Persamaan ini kelihatan seperti sesuatu yang salah dan biasanya, setelah banyak persamaan, adalah normal bahawa terdapat beberapa kesalahan. Walau bagaimanapun, ini benar dan antimateri itu nyata.
Ini adalah bahan yang terdiri daripada apa yang dikenali sebagai antipartikel. Zarah-zarah ini sama dengan yang kita tahu tetapi dengan cas elektrik yang sama sekali bertentangan. Sebagai contoh, antipartikel elektron yang casnya negatif adalah positron. Ini adalah unsur yang sama dengan komposisi yang sama, tetapi dengan muatan positif. Ini semudah itu dan sesiapa yang ingin membuatnya lebih rumit adalah salah.
Bahan zarah dan zarah antipartikel ini berpasangan. Apabila kedua-duanya bertembung, mereka saling memusnahkan dan hilang sepenuhnya. Di bawah hasil perlanggaran ini, kilatan cahaya terbentuk. Zarah-zarah yang tidak mempunyai cas, seperti neutrino, dianggap sebagai antipartikel mereka sendiri.
Terdapat beberapa teori yang memikirkan zarah-zarah ini dengan nama Majorana dan ia menunjukkan bahawa zarah zat gelap juga boleh menjadi zarah Majorana, iaitu bahawa mereka sendiri adalah antipartikel dan zarahnya pada masa yang sama.
Persamaan Dirac
Seperti yang telah kita bincangkan, antimateri timbul dari kajian matematik dan persamaan fizikal yang panjang. Ahli fizik Paul Dirac, mempelajari semua ini pada tahun 1930. Dia cuba menyatukan arus fizikal yang paling penting dalam satu: relativiti khas dan mekanik kuantum. Kedua arus ini disatukan dalam kerangka teori tunggal dapat sangat membantu pemahaman tentang alam semesta.
Hari ini kita mengetahui ini sebagai persamaan Dirac. Ini adalah persamaan yang agak mudah, tetapi yang membebankan semua saintis pada masa itu. Persamaan meramalkan sesuatu yang kelihatan mustahil, zarah dengan tenaga negatif. Persamaan Dirac mengatakan bahawa zarah boleh mempunyai tenaga yang lebih rendah daripada rehat. Artinya, mereka dapat memiliki lebih sedikit tenaga daripada yang mereka miliki ketika mereka tidak melakukan apa-apa. Pernyataan ini lebih sukar difahami oleh ahli fizik. Bagaimana anda boleh mempunyai lebih sedikit tenaga daripada yang anda lakukan tanpa melakukan apa-apa, jika anda tidak lagi melakukan apa-apa sendiri?
Dari ini dapat diketahui bahawa zarah-zarah tersebut mempunyai tenaga negatif. Semua ini mencetuskan kenyataan di mana ada lautan zarah yang mempunyai tenaga negatif dan yang belum ditemui oleh fizik. Apabila zarah normal melompat dari tahap tenaga yang lebih rendah ke tahap yang lebih tinggi, ia meninggalkan jurang di tahap tenaga yang lebih rendah dari mana ia datang. Sekarang, jika zarah mempunyai muatan negatif, lubang itu mungkin mempunyai lubang bermuatan negatif atau, sama, muatan positif, iaitu, positron. Ini adalah bagaimana konsep antipartikel dilahirkan.
Di manakah antimateri dijumpai?
Zarah antimateri pertama yang dapat dikesan adalah dari sinar kosmik yang menggunakan ruang awan. Kamera ini digunakan untuk mengesan zarah. Mereka mengeluarkan gas yang mengion setelah berlalunya zarah, jadi anda dapat mengetahui jalan yang mereka miliki. Saintis Carl D. Anderson dapat menggunakan medan magnet sehingga, Apabila zarah melewati ruang, jalan akan membengkok kerana cas elektriknya. Dengan cara ini dapat dicapai bahawa zarah menuju ke satu sisi dan antipartikel ke sisi lain.
Kemudian, antiproton dan antineutron ditemui, dan sejak itu, penemuannya semakin besar. Antimateri semakin dikenali. Planet kita sentiasa dihujani antipartikel yang merupakan sebahagian dari sinar kosmik. Yang paling dekat dengan kita adalah apa yang mempengaruhi kita.
Kita boleh mengatakan bahawa kita sendiri mengeluarkan antimateri kerana komposisi badan. Contohnya, jika kita makan pisang, kerana kerosakan kalium -40, akan membentuk positron setiap 75 minit. Ini bermaksud bahawa jika, di dalam badan kita, terdapat potasium -40, kita akan menjadi sumber antipartikel.
Apa untuknya
Pasti anda akan mengatakan bahawa apa gunanya mengetahui bahawa ada antimateri. Baiklah, terima kasih kepadanya, kami mempunyai banyak peningkatan dalam bidang perubatan. Sebagai contoh, ia digunakan secara meluas dalam tomografi pelepasan positron. Zarah-zarah ini digunakan untuk menghasilkan beberapa gambar tubuh manusia pada resolusi tinggi. Gambar-gambar ini sangat berguna dalam pemeriksaan untuk mengetahui sama ada kita mempunyai tumor yang sedang berkembang atau tahap evolusinya. Penggunaan antiproton untuk rawatan barah juga sedang dikaji.
Di masa depan, antimateri dapat berfungsi sebagai elemen yang menjanjikan dalam pengeluaran tenaga. Apabila jirim dan antimateri memusnahkan, mereka meninggalkan bentuk tenaga yang baik dalam bentuk cahaya. Satu gram antimateri sahaja akan mengeluarkan tenaga yang setara dengan bom nuklear. Ini sangat mengagumkan.
Masalah hari ini dengan eksploitasi antimateri untuk tenaga adalah simpanannya. Ini adalah sesuatu yang kita jauh dari menyelesaikannya. Setiap gram antimateri memerlukan tenaga sekitar 25.000 trilion kilowatt jam.
Ini juga berfungsi untuk menjelaskan mengapa kita wujud. Pada mulanya, menurut Teori Bang besar, asal-usul kedua-dua jirim dan antimateri mesti berlaku melalui pola simetri total. Sekiranya ini berlaku, kita pasti sudah hilang. Oleh itu, perlu ada sekurang-kurangnya 1 partikel jirim untuk setiap antimateri.
Saya harap maklumat ini dapat menjelaskan keraguan anda mengenai antimateri.