Ko slišiš besedo antimaterija Zdi se kot nekaj značilnega za film. Je pa nekaj povsem resničnega in ga celo oddajamo v svojem telesu. Antimaterija je za znanost postala zelo pomembna, saj nam pomaga razumeti številne vidike vesolja, njegovega nastanka in razvoja. Poleg tega pojasnjuje številne pojave, ki se dogajajo v resnici.
Ali želite vedeti, kaj je antimaterija in zakaj je tako pomembna? Tukaj vam vse razložimo.
Kaj je antimaterija
Antimaterija izhaja iz ene od tistih ogromnih enačb, ki imajo jezik, ki ga lahko razberejo samo veliki fiziki in matematiki. Te enačbe se zdijo kot nekaj narobe in po navadi je po toliko enačbah normalno, da pride do napake. Vendar to je popolnoma res in antimaterija je resnična.
Je snov, sestavljena iz tako imenovanih antidelcev. Ti delci so enaki tistim, ki jih poznamo, vendar s popolnoma nasprotnim električnim nabojem. Na primer, antidelec elektrona, katerega naboj je negativen, je pozitron. Je enakovreden element z enako sestavo, vendar s pozitivnim nabojem. To je tako preprosto in kdor hoče narediti bolj zapleteno, se moti.
Te delce in snovi, ki ne vsebujejo delcev, gredo v pare. Ko trčita, se izničita in popolnoma izgineta. Pod rezultatom tega trka nastane svetlobni blisk. Delci, ki nimajo nabojev, na primer nevtrini, se sami štejejo za lastne antidelce.
Obstaja nekaj teorij, ki o teh delcih razmišljajo pod imenom Majorana in iz tega sledi, da so delci temne snovi lahko tudi delci Majorane, se pravi, da so tudi oni sami njen delček in delček hkrati.
Diracova enačba
Kot smo že razpravljali, antimaterija izhaja iz matematičnih študij in dolgih fizičnih enačb. Fizik Paul Dirac je vse to preučeval leta 1930. Najpomembnejše fizikalne tokove je skušal združiti v enem: posebna relativnost in kvantna mehanika. Ta dva toka, združena v enem teoretičnem okviru, bi lahko zelo pomagala razumevanju vesolja.
Danes to poznamo kot Diracovo enačbo. To je dokaj preprosta enačba, ki pa je takrat prevzela vse znanstvenike. Enačba je napovedala nekaj, kar se zdi nemogoče, delce z negativno energijo. Diracove enačbe so povedale, da imajo lahko delci nižjo energijo kot počitek. To pomeni, da bi lahko imeli manj energije, kot jo imajo, ko ne počnejo popolnoma ničesar. To izjavo so fiziki težje razumeli. Kako lahko imate manj energije kot brez, da ničesar ne storite, če pa ničesar več ne počnete sami?
Iz tega je bilo mogoče ugotoviti, da imajo delci negativno energijo. Vse to je sprožilo resničnost, v kateri je morje delcev z negativno energijo in ki jih fizika ni odkrila. Ko običajni delci skočijo z nižje ravni energije na višjo, pusti vrzel na nižji ravni energije, iz katere je prišel. Če ima delec negativni naboj, ima lahko luknja negativno napolnjeno luknjo ali, kar je enako, pozitiven naboj, to je pozitron. Tako se je rodil koncept antidelca.
Kje je antimaterija?
Prvi delci antimaterije, ki so jih zaznali, so bili delci kozmičnih žarkov z oblačno komoro. Te kamere se uporabljajo za zaznavanje delcev in oddajajo plin, ki se po prehodu delcev ionizira, tako da lahko poznate pot do njih. Znanstvenik Carl D. Anderson je lahko uporabil magnetno polje, tako da Ko delček preide skozi komoro, se pot upogne zaradi električnega naboja. Na ta način je bilo doseženo, da je delček prešel na eno stran, antidelec pa na drugo stran.
Kasneje so bili odkriti antiprotoni in antinevtroni in od takrat so bila odkritja vedno večja. Antimaterija postaja vse bolj znana. Naš planet nenehno zasipajo z delci, ki so del kozmičnih žarkov. Najbližje nam je tisto, kar vpliva na nas.
Lahko rečemo, da sami oddajamo antimaterijo zaradi sestave telesa. Na primer, če pojemo banano, zaradi razpada kalija -40, vsakih 75 minut tvori pozitron. To pomeni, da če v našem telesu najdemo kalij -40, bomo sami vir prostih delcev.
Za kaj gre
Zagotovo boste rekli, da je koristno vedeti, da obstaja antimaterija. No, po njeni zaslugi imamo veliko izboljšav na področju medicine. Na primer, pogosto se uporablja v pozitronski emisijski tomografiji. Ti delci se uporabljajo za izdelavo nekaterih slik človeškega telesa v visoki ločljivosti. Te slike so zelo koristne pri pregledih, da bi ugotovili, ali imamo tumor, ki se širi, ali njegovo stopnjo evolucije. Preučuje se tudi uporaba antiprotonov za zdravljenje raka.
V prihodnosti bi lahko antimaterija služila kot obetaven element pri proizvodnji energije. Ko se snov in antimaterija izničita, zapustijo dobro obliko energije v obliki svetlobe. Že en gram antimaterije bi sprostil energijo, ki je enakovredna jedrski bombi. To je popolnoma super.
Danes je problem izkoriščanja antimaterije za energijo njeno shranjevanje. To je nekaj, česar smo zelo daleč od rešitve. Vsak gram antimaterije potreboval bi približno 25.000 bilijonov kilovatnih ur energije.
Služi tudi za razlago, zakaj obstajamo. Sprva je po teorija velikega poka, izvor snovi in antimaterije je moral nastati po vzoru popolne simetrije. Če bi bilo tako, bi že izginili. Zato mora biti za vsako antimaterijo vsaj še en delček snovi.
Upam, da so ti podatki razjasnili vaše dvome o antimateriji.