- antimadde nedir?
- antimadde keşfi
- antimadde özellikleri
- Antimadde nerede bulunur?
- Antimadde ne işe yarar?
Antimaddenin ne olduğunu, nasıl keşfedildiğini, özelliklerini, madde ile farklılıklarını ve nerede bulunduğunu açıklıyoruz.
antimadde nedir?
Parçacık fiziğinde, antimadde, oluşan madde türüdür.antiparçacıklar, onun yerineparçacıklar sıradan. Daha az sıklıkta görülen bir türdür. konu.
Antimadde, sıradan maddeye çok benzer, tek fark, elektrik şarjı parçacıkların ve bazı kuantum sayılarında. Böylece, bir antielektron olarak da adlandırılanpozitron, Pozitif olan yük dışında aynı özelliklere sahip elektronun antiparçacığıdır. Antinötronlar ise nötrdür (nötronlar gibi) ancak manyetik momentleri zıttır. Son olarak, antiprotonlar, negatif yüklü olmaları bakımından protonlardan farklıdır.
Antimadde ve madde etkileşerek, birkaç dakika sonra birbirlerini yok ederler ve büyük miktarlarda serbest bırakırlar.Enerji yüksek enerjili fotonlar (gama ışınları) ve diğer temel parçacık-antiparçacık çiftleri şeklinde.
çalışmalardafiziksel Parçacıklar ve karşı parçacıklar arasında bir ayrım yapılır, buna karşılık gelen semboller üzerinde yatay bir çubuk (makro) kullanılır.proton (P),elektron (e) venötron (n).
Karşı parçacıklardan oluşan atomlar doğada doğal olarak bulunmazlar. Doğa çünkü sıradan madde ile yok edileceklerdi. Anti-atomların oluşumuna yönelik deneylerde sadece çok küçük bir miktar başarılı bir şekilde yaratılmıştır.
antimadde keşfi
Antimaddenin varlığı, 1928'de İngiliz fizikçi Paul Dirac (1902-1984) tarafından, antimadde ilkelerini birleştiren bir matematiksel denklem formüle etmeye başladığında kuramlaştırıldı. görelilik Albert Einstein ve kuantum fiziği Niels Bohr'un fotoğrafı.
Bu zorlu teorik çalışma başarıyla çözüldü ve buradan elektrona benzer ancak pozitif elektrik yüklü bir parçacığın olması gerektiği sonucu elde edildi. Bu ilk antiparçacık antielektron olarak adlandırıldı ve bugün onun sıradan bir elektronla karşılaşmasının karşılıklı yok olmaya ve fotonların (gama ışınları) oluşmasına yol açtığı biliniyor.
Bu nedenle, antiprotonların ve antinötronların varlığını düşünmek mümkün oldu. Dirac'ın Teorisi, kozmik ışınlar ve sıradan madde arasındaki etkileşimde pozitronların keşfedildiği 1932'de doğrulandı.
O zamandan beri bir elektron ve bir antielektronun karşılıklı yok oluşu gözlemlendi. Toplantıları olarak bilinen bir sistem oluşturur. pozitronyum, yarı ömür asla 10-10 veya 10-7 saniyeyi geçmez.
Daha sonra, Berkeley parçacık hızlandırıcısında (California, 1955), Einstein'ın formülünü izleyerek, yüksek enerjili atomik çarpışmalar yoluyla antiprotonlar ve antinötronlar üretmek mümkün oldu. E = m.c2 (enerji eşittir kitle ile ışık hızı kare).
Benzer şekilde, 1995 yılında Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü (CERN) sayesinde ilk anti-atom elde edildi. Bu Avrupalı fizikçiler, bir antiprotonun yörüngesinde dönen bir pozitrondan oluşan bir antimadde hidrojen veya antihidrojen atomu yaratmayı başardılar.
antimadde özellikleri
Antimadde üzerine yapılan son araştırmalar, onun sıradan madde kadar kararlı olduğunu öne sürüyor. Bununla birlikte, elektromanyetik özellikleri maddeninkilerle terstir.
Bir laboratuvarda üretilmesiyle ilgili muazzam parasal maliyetler (miligram başına yaklaşık 62.500 milyon ABD doları yaratıldı) ve çok kısa süresi göz önüne alındığında, onu derinlemesine incelemek kolay değildi.
Laboratuvardaki en başarılı antimadde yaratma vakası yaklaşık 16 dakika sürdü. Öyle olsa bile, bu son deneyimler, madde ve antimaddenin tam olarak aynı özelliklere sahip olmayabileceği sezgisine yol açtı.
Antimadde nerede bulunur?
Bu, birçok olası açıklaması olan antimaddenin gizemlerinden biridir. Kökeni hakkındaki teorilerin çoğu Evren başlangıçta var olduklarını kabul et oranlar madde ve antimadde gibi.
Bununla birlikte, şu anda gözlemlenebilir evren, yalnızca sıradan maddeden oluşuyor gibi görünmektedir. Bu değişim için olası açıklamalar, madde ve antimaddenin evrenle etkileşimine işaret ediyor. karanlık maddeveya süreç boyunca üretilen madde ve antimadde miktarı arasındaki ilk asimetriye büyük patlama.
Bildiğimiz şey, gezegenimizin Van Allen Halkalarında doğal antiparçacık üretimlerinin gerçekleştiğidir. Bu halkalar yüzeyden yaklaşık iki bin kilometre uzakta bulunur ve gama ışınları yüzeye çarptığında bu şekilde tepki verir. atmosfer Dış.
Bu antimadde bir araya toplanma eğilimindedir, çünkü o bölgede kendini yok edecek kadar sıradan madde yoktur ve bazı bilim adamları bu kaynağın antimaddeyi "çıkarma" için kullanılabileceğini düşünürler.
Antimadde ne işe yarar?
Antimaddenin çok yüksek olması nedeniyle henüz insan endüstrilerinde pek çok pratik kullanımı yoktur. maliyetler ve talepkar teknoloji bu onun üretimini ve işlenmesini ima eder. Ancak, bazı uygulamalar zaten bir gerçekliktir.
Örneğin, kanser tedavisinde antiproton kullanımının mümkün olduğunu ve belki de mevcut proton tekniklerinden (radyoterapiler) daha etkili olduğunu öne süren pozitron emisyon tomografisi (PET) taramaları yapılır.
Bununla birlikte, antimaddenin ana uygulaması bir kaynaktır. Enerji. Einstein'ın denklemlerine göre, maddenin ve antimaddenin yok edilmesi o kadar çok enerji açığa çıkarır ki, bir kilo madde / antimadde imhası, herhangi bir şeyden on milyar kat daha verimli olacaktır. Kimyasal reaksiyon ve nükleer fisyondan on bin kat daha fazla.
Bu reaksiyonlar kontrol edilebilir ve kullanılabilirse, tüm endüstriler ve hatta ulaşım değişecektir. Örneğin, on miligram antimadde bir uzay aracını Mars.