Als je het woord hoort antimaterie Het lijkt iets typerend voor een film. Het is echter iets heel echts en we zenden het zelfs uit in ons lichaam. Antimaterie is erg belangrijk geworden voor de wetenschap, omdat het ons helpt veel aspecten van het universum, zijn vorming en evolutie te begrijpen. Bovendien verklaart het veel verschijnselen die in werkelijkheid plaatsvinden.
Wil je weten wat antimaterie is en waarom is het zo belangrijk? Hier leggen we je alles uit.
Wat is antimaterie
Antimaterie komt voort uit een van die enorme vergelijkingen die een taal hebben die alleen grote natuurkundigen en wiskundigen kunnen ontcijferen. Deze vergelijkingen lijken iets mis te zijn en dat het normaal gesproken na zoveel vergelijkingen normaal is dat er een fout is. Echter, dit is helemaal waar en antimaterie is echt.
Het is een stof die bestaat uit zogenaamde antideeltjes. Deze deeltjes zijn dezelfde als die we kennen, maar met de totaal tegenovergestelde elektrische lading. Bijvoorbeeld, het antideeltje van een elektron waarvan de lading negatief is, is een positron. Het is een gelijk element met dezelfde samenstelling, maar met een positieve lading. Dit is zo simpel en wie het ingewikkelder wil maken, heeft het mis.
Deze deeltjes- en antideeltjesstoffen gaan in paren. Wanneer de twee botsen, vernietigen ze elkaar en verdwijnen ze volledig. Onder het resultaat van deze botsing wordt een lichtflits gevormd. Deeltjes die geen lading hebben, zoals neutrino's, worden zelf als hun eigen antideeltje beschouwd.
Er zijn enkele theorieën die aan deze deeltjes denken onder de naam Majorana en daaruit volgt dat de donkere materiedeeltjes ook Majorana-deeltjes kunnen zijn, dat wil zeggen dat ze zelf tegelijk het antideeltje en het deeltje zijn.
Dirac's vergelijking
Zoals we hebben besproken, komt antimaterie voort uit wiskundige studies en lange fysische vergelijkingen. Natuurkundige Paul Dirac bestudeerde dit alles in 1930. Hij probeerde de belangrijkste fysische stromen in één te verenigen: de speciale relativiteitstheorie en de kwantummechanica. Deze twee stromingen verenigd in een enkel theoretisch raamwerk zouden het begrip van het universum enorm kunnen helpen.
Tegenwoordig kennen we dit als de Dirac-vergelijking. Dit is een vrij eenvoudige vergelijking, maar een die in die tijd alle wetenschappers overweldigde. De vergelijking voorspelde iets dat onmogelijk lijkt, deeltjes met negatieve energie. De vergelijkingen van Dirac zeiden dat deeltjes een lagere energie kunnen hebben dan rust. Dat wil zeggen, ze zouden minder energie kunnen hebben dan wanneer ze absoluut niets doen. Deze verklaring was moeilijker te begrijpen voor natuurkundigen. Hoe kun je minder energie hebben dan zonder iets te doen, als je niets meer alleen doet?
Hieruit was het mogelijk om erachter te komen dat de deeltjes negatieve energie hadden. Dit alles veroorzaakte de realiteit waarin er een zee van deeltjes is die negatieve energie hebben en die niet door de natuurkunde was ontdekt. Wanneer een normaal deeltje van een lager energieniveau naar een hoger springt, laat het een gat achter in het lagere energieniveau waar het vandaan kwam. Als het deeltje nu een negatieve lading heeft, kan het gat een negatief geladen gat hebben of, wat hetzelfde is, een positieve lading, dat wil zeggen een positron. Dit is hoe het concept van antideeltjes werd geboren.
Waar wordt antimaterie gevonden?
De eerste antimaterie-deeltjes die werden gedetecteerd, waren die van kosmische straling met behulp van een wolkenkamer. Deze camera's worden gebruikt om deeltjes te detecteren, ze zenden een gas uit dat ioniseert na het passeren van deeltjes, zodat u weet welk pad ze hebben. Wetenschapper Carl D. Anderson was in staat om een magnetisch veld te gebruiken zodat, Wanneer een deeltje door de kamer gaat, buigt het pad om zijn elektrische lading. Op deze manier werd bereikt dat het deeltje naar de ene kant ging en het antideeltje naar de andere.
Later werden antiprotonen en antineutronen ontdekt, en sindsdien zijn de ontdekkingen groter en groter. Antimaterie wordt steeds bekender. Onze planeet wordt constant gebombardeerd met antideeltjes die deel uitmaken van kosmische straling. Wat het dichtst bij ons staat, is wat ons beïnvloedt.
We kunnen zeggen dat we zelf antimaterie uitstoten vanwege de samenstelling van het lichaam. Als we bijvoorbeeld een banaan eten, vanwege het verval van kalium -40, zal elke 75 minuten een positron vormen. Dit betekent dat als we in ons lichaam kalium -40 vinden, we zelf een bron van antideeltjes zijn.
Waar is het voor
Je zult vast wel zeggen dat het voor zin heeft te weten dat er antimaterie is. Nou, dankzij haar hebben we veel verbeteringen op het gebied van geneeskunde. Bijvoorbeeld, het wordt veel gebruikt in positronemissietomografie. Deze deeltjes worden gebruikt om sommige afbeeldingen van het menselijk lichaam met een hoge resolutie te kunnen produceren. Deze afbeeldingen zijn erg handig bij inspecties om te weten of we een tumor hebben die zich uitbreidt of de mate van evolutie ervan. Ook het gebruik van antiprotonen voor de behandeling van kankers wordt bestudeerd.
In de toekomst zou antimaterie kunnen dienen als een veelbelovend element in de energieproductie. Wanneer materie en antimaterie vernietigen, laten ze een goede vorm van energie achter in de vorm van licht. Alleen al één gram antimaterie zou een energie vrijgeven die gelijk is aan een atoombom. Dit is helemaal geweldig.
Het probleem met de exploitatie van antimaterie voor energie is de opslag ervan. Het is iets dat we nog lang niet hebben opgelost. Elke gram antimaterie het zou ongeveer 25.000 biljoen kilowattuur energie nodig hebben.
Het dient ook om uit te leggen waarom we bestaan. In eerste instantie volgens oerknaltheoriemoet de oorsprong van zowel materie als antimaterie hebben plaatsgevonden door een patroon van totale symmetrie. Als dit zo was, waren we al verdwenen. Daarom is het noodzakelijk dat er voor elke antimaterie minstens 1 extra deeltje materie moet zijn.
Ik hoop dat deze informatie uw twijfels over antimaterie heeft weggenomen.