Khi bạn nghe thấy từ phản vật chất Nó có vẻ giống như một cái gì đó điển hình của một bộ phim. Tuy nhiên, nó là thứ hoàn toàn có thật và chúng ta thậm chí còn phát ra nó trong cơ thể mình. Phản vật chất đã trở nên rất quan trọng đối với khoa học vì nó giúp chúng ta hiểu được nhiều khía cạnh của vũ trụ, sự hình thành và tiến hóa của nó. Ngoài ra, nó còn giải thích nhiều hiện tượng diễn ra trong thực tế.
Bạn có muốn biết phản vật chất là gì và tại sao nó lại quan trọng như vậy không? Ở đây chúng tôi giải thích mọi thứ cho bạn.
Phản vật chất là gì
Phản vật chất phát sinh từ một trong những phương trình khổng lồ có ngôn ngữ mà chỉ những nhà vật lý và toán học vĩ đại mới có thể giải mã. Những phương trình này dường như có gì đó sai và thông thường, sau rất nhiều phương trình, vẫn có một số lỗi là điều bình thường. Tuy nhiên, điều này hoàn toàn đúng và phản vật chất là có thật.
Nó là một chất được tạo thành từ những gì được gọi là phản hạt. Những hạt này giống như những hạt chúng ta biết nhưng mang điện tích hoàn toàn trái ngược nhau. Ví dụ, phản hạt của một electron có điện tích âm là một positron. Nó là một nguyên tố bằng nhau, có cùng thành phần, nhưng mang điện tích dương. Điều này đơn giản vậy thôi và ai muốn làm cho nó phức tạp hơn thì sai.
Các chất hạt và phản hạt này đi thành từng cặp. Khi cả hai va chạm, chúng tiêu diệt lẫn nhau và biến mất hoàn toàn. Dưới kết quả của vụ va chạm này, một tia sáng được hình thành. Các hạt không mang điện tích, chẳng hạn như neutrino, được cho là phản hạt của chính chúng.
Có một số giả thuyết cho rằng những hạt này dưới cái tên Majorana và theo đó các hạt vật chất tối cũng có thể là hạt Majorana, nghĩa là chúng đồng thời là phản hạt và hạt của nó.
Phương trình Dirac
Như chúng ta đã thảo luận, phản vật chất phát sinh từ các nghiên cứu toán học và các phương trình vật lý dài. Nhà vật lý Paul Dirac, đã nghiên cứu tất cả những điều này vào năm 1930. Ông đã cố gắng thống nhất các dòng vật lý quan trọng nhất trong một: thuyết tương đối hẹp và cơ học lượng tử. Hai dòng điện này thống nhất trong một khung lý thuyết duy nhất có thể giúp ích rất nhiều cho sự hiểu biết về vũ trụ.
Ngày nay chúng ta biết đây là phương trình Dirac. Đây là một phương trình khá đơn giản, nhưng là một phương trình làm choáng ngợp tất cả các nhà khoa học vào thời điểm đó. Phương trình đã tiên đoán một điều dường như không thể, các hạt có năng lượng âm. Phương trình Dirac nói rằng các hạt có thể có năng lượng thấp hơn phần còn lại. Đó là, họ có thể có ít năng lượng hơn họ có khi họ hoàn toàn không làm gì. Tuyên bố này khó hiểu hơn đối với các nhà vật lý. Làm thế nào bạn có thể có ít năng lượng hơn bạn làm mà không làm bất cứ điều gì, nếu bạn không còn làm bất cứ điều gì một mình?
Từ đó có thể phát hiện ra rằng các hạt có năng lượng âm. Tất cả những điều này đã tạo nên một thực tế mà ở đó có một biển hạt có năng lượng âm mà vật lý chưa phát hiện ra. Khi một hạt bình thường nhảy từ mức năng lượng thấp hơn lên mức cao hơn, nó sẽ để lại một khoảng trống ở mức năng lượng thấp hơn mà từ đó nó đến. Bây giờ, nếu hạt mang điện tích âm, thì lỗ trống có thể có lỗ trống mang điện tích âm hoặc tương tự, mang điện tích dương, tức là positron. Đây là cách mà khái niệm phản hạt ra đời.
Phản vật chất được tìm thấy ở đâu?
Các hạt phản vật chất đầu tiên được phát hiện là các hạt từ tia vũ trụ sử dụng buồng mây. Các camera này được sử dụng để phát hiện các hạt. Chúng phát ra một loại khí ion hóa sau khi các hạt đi qua, vì vậy bạn có thể biết được đường đi của chúng. Nhà khoa học Carl D. Anderson đã có thể sử dụng từ trường để, Khi một hạt đi qua buồng, đường đi sẽ uốn cong vì điện tích của nó. Bằng cách này, có thể hạt đi về phía này và phản hạt đi về phía kia.
Sau đó, phản proton và phản proton đã được phát hiện và kể từ đó, những khám phá ngày càng lớn hơn. Phản vật chất ngày càng được biết đến nhiều hơn. Hành tinh của chúng ta liên tục bị bắn phá bởi các phản hạt là một phần của tia vũ trụ. Những gì gần gũi nhất với chúng ta là những gì ảnh hưởng đến chúng ta.
Có thể nói, bản thân chúng ta phát ra phản vật chất do cấu tạo của cơ thể. Ví dụ, nếu chúng ta ăn một quả chuối, do lượng kali -40 bị phân hủy, sẽ hình thành một positron cứ sau 75 phút. Điều này có nghĩa là nếu, trong cơ thể chúng ta tìm thấy kali -40, thì chính chúng ta là nguồn cung cấp phản hạt.
Nó để làm gì
Chắc chắn bạn sẽ nói rằng biết rằng có phản vật chất thì có ích gì. Vâng, nhờ cô ấy, chúng tôi có nhiều cải tiến trong lĩnh vực y học. Ví dụ, nó được sử dụng rộng rãi trong chụp cắt lớp phát xạ positron. Những hạt này được sử dụng để có thể tạo ra một số hình ảnh của cơ thể người ở độ phân giải cao. Những hình ảnh này rất hữu ích trong việc kiểm tra để tìm hiểu xem chúng ta có khối u đang mở rộng hoặc mức độ tiến hóa của nó hay không. Việc sử dụng antiprotons để điều trị ung thư cũng đang được nghiên cứu.
Trong tương lai, phản vật chất có thể đóng vai trò như một nguyên tố đầy hứa hẹn trong sản xuất năng lượng. Khi vật chất và phản vật chất tiêu diệt, chúng để lại một dạng năng lượng tốt dưới dạng ánh sáng. Chỉ một gam phản vật chất sẽ giải phóng một năng lượng tương đương với một quả bom hạt nhân. Điều này là hoàn toàn tuyệt vời.
Vấn đề ngày nay đối với việc khai thác phản vật chất để làm năng lượng là việc lưu trữ nó. Đó là điều mà chúng ta còn rất lâu mới giải quyết được. Mỗi gam phản vật chất nó sẽ cần khoảng 25.000 nghìn tỷ kilowatt giờ năng lượng.
Nó cũng giải thích tại sao chúng ta tồn tại. Ban đầu, theo thuyết Vụ nổ lớn, nguồn gốc của cả vật chất và phản vật chất phải xảy ra thông qua một mô hình đối xứng hoàn toàn. Nếu điều này là như vậy, chúng tôi đã biến mất. Vì vậy, điều cần thiết là phải có thêm ít nhất 1 hạt vật chất cho mỗi phản vật chất.
Tôi hy vọng thông tin này đã làm sáng tỏ những nghi ngờ của bạn về phản vật chất.