Kiedy słyszysz słowo antymateria Wydaje się, że jest to coś typowego dla filmu. Jest to jednak coś całkowicie rzeczywistego i nawet emitujemy to w naszym ciele. Antymateria stała się bardzo ważna dla nauki, ponieważ pomaga nam zrozumieć wiele aspektów wszechświata, jego powstawanie i ewolucję. Ponadto wyjaśnia wiele zjawisk, które mają miejsce w rzeczywistości.
Chcesz wiedzieć, czym jest antymateria i dlaczego jest tak ważna? Tutaj wszystko ci wyjaśniamy.
Co to jest antymateria
Antymateria powstaje z jednego z tych ogromnych równań, które mają język, który są w stanie rozszyfrować tylko wielcy fizycy i matematycy. Te równania wydają się być błędne i normalne jest, że po tak wielu równaniach jest jakiś błąd. Niemniej jednak, to jest całkowicie prawdziwe, a antymateria jest prawdziwa.
Jest to substancja złożona z tak zwanych antycząstek. Te cząsteczki są takie same jak te, które znamy, ale mają zupełnie przeciwny ładunek elektryczny. Na przykład, antycząstką elektronu, którego ładunek jest ujemny, jest pozyton. To równorzędny pierwiastek o tym samym składzie, ale z ładunkiem dodatnim. To takie proste, a kto chce to skomplikować, jest w błędzie.
Te cząstki i substancje antycząstkowe łączą się w pary. Kiedy obaj zderzają się, unicestwiają się nawzajem i całkowicie znikają. W wyniku tego zderzenia powstaje błysk światła. Uważa się, że cząsteczki pozbawione ładunków, takie jak neutrina, są ich własnymi antycząstkami.
Istnieją pewne teorie, które myślą o tych cząstkach pod nazwą Majorana i wynika z tego, że cząstki ciemnej materii mogą być również cząstkami Majorany, to znaczy, że oni sami są jego antycząstką i jednocześnie cząstką.
Równanie Diraca
Jak już wspomnieliśmy, antymateria powstaje w wyniku badań matematycznych i długich równań fizycznych. Fizyk Paul Dirac, studiował to wszystko w 1930 roku. Próbował połączyć najważniejsze prądy fizyczne w jeden: szczególną teorię względności i mechanikę kwantową. Te dwa prądy połączone w jedną strukturę teoretyczną mogą znacznie pomóc w zrozumieniu wszechświata.
Dziś znamy to jako równanie Diraca. Jest to dość proste równanie, które jednak przytłoczyło wszystkich naukowców w tamtym czasie. Równanie przewidywało coś, co wydaje się niemożliwe, cząstki o ujemnej energii. Równania Diraca mówią, że cząstki mogą mieć niższą energię niż reszta. Oznacza to, że mogą mieć mniej energii niż wtedy, gdy absolutnie nic nie robią. To stwierdzenie było trudniejsze do zrozumienia dla fizyków. Jak możesz mieć mniej energii niż robisz bez robienia czegokolwiek, jeśli sam już nic nie robisz?
Dzięki temu można było dowiedzieć się, że cząstki mają ujemną energię. Wszystko to wywołało rzeczywistość, w której istnieje morze cząstek o ujemnej energii, których nie odkryła fizyka. Kiedy normalna cząstka przeskakuje z niższego poziomu energii na wyższy, pozostawia lukę na niższym poziomie energii, z którego pochodzi. Otóż, jeśli cząstka ma ładunek ujemny, dziura może mieć dziurę naładowaną ujemnie lub, co jest tym samym, ładunek dodatni, czyli pozyton. Tak narodziło się pojęcie antycząstki.
Gdzie znajduje się antymateria?
Pierwsze cząstki antymaterii, które zostały wykryte, pochodziły z promieniowania kosmicznego za pomocą komory chmurowej. Kamery te służą do wykrywania cząstek, emitują gaz, który jonizuje po przejściu cząstek, dzięki czemu można poznać ścieżkę, którą pokonują. Naukowiec Carl D. Anderson był w stanie wykorzystać pole magnetyczne, aby Kiedy cząstka przechodzi przez komorę, ścieżka wygina się pod kątem ładunku elektrycznego. W ten sposób osiągnięto, że cząstka przeszła na jedną stronę, a antycząstka na drugą.
Później odkryto antyprotony i antyneutrony i od tego czasu odkrycia były coraz większe. Antymateria staje się coraz bardziej znana. Nasza planeta jest nieustannie bombardowana antycząstkami, które są częścią promieniowania kosmicznego. To, co jest nam najbliższe, wpływa na nas.
Można powiedzieć, że my sami emitujemy antymaterię ze względu na skład ciała. Np. Jeśli zjemy banana, z powodu rozpadu potasu -40, co 75 minut będzie tworzyć pozyton. Oznacza to, że jeśli w naszym organizmie znajdziemy potas -40, to my sami będziemy źródłem antycząstek.
Po co to jest
Z pewnością powiesz, że po co wiedzieć, że istnieje antymateria. Cóż, dzięki niej mamy wiele usprawnień w dziedzinie medycyny. Na przykład, jest szeroko stosowany w pozytonowej tomografii emisyjnej. Cząsteczki te są używane do tworzenia obrazów ludzkiego ciała w wysokiej rozdzielczości. Obrazy te są bardzo przydatne podczas inspekcji, aby wiedzieć, czy mamy guz, który się powiększa, czy też stopień jego ewolucji. Badane jest również zastosowanie antyprotonów w leczeniu raka.
W przyszłości antymateria może służyć jako obiecujący element w produkcji energii. Kiedy materia i antymateria ulegają anihilacji, pozostawiają dobrą formę energii w postaci światła. Sam jeden gram antymaterii uwolniłby energię równoważną bombie atomowej. To jest całkowicie niesamowite.
Dzisiejszy problem związany z wykorzystywaniem antymaterii do produkcji energii polega na jej magazynowaniu. Jest to coś, czego bardzo daleko nam do rozwiązania. Każdy gram antymaterii wymagałoby to około 25.000 XNUMX bilionów kilowatogodzin energii.
Służy również do wyjaśnienia, dlaczego istniejemy. Początkowo według teoria wielkiego podrywu, początki zarówno materii, jak i antymaterii musiały wynikać z wzoru całkowitej symetrii. Gdyby tak było, już byśmy zniknęli. Dlatego konieczne jest, aby na każdą antymaterię przypadała co najmniej 1 cząstka materii więcej.
Mam nadzieję, że te informacje rozwiały Twoje wątpliwości dotyczące antymaterii.