• Thursday July 29,2021

Antimaterjal

Selgitame teile, mis on antimaterjal, kuidas see avastati, selle omadused, erinevused ainega ja kus see on leitav.

Antimaterjal koosneb antielektronitest, antineutronitest ja antiprotoonidest.
  1. Mis on antimaterjal?

Osakeste füüsikas tuntakse osakestevastaste ainete tüüpi antimaterjalina, mitte tavaliste osakestena. See tähendab, et tegemist on harvemini esineva tüüpi asjadega.

See on tavalistest asjadest eristamatu, kuid selle aatomid koosnevad antieletroonidest (positiivse laenguga elektronid, mida nimetatakse positroniteks ), antineutronitest (vastassuunalise magnetilise momendiga neutronid) ja antiprotoonidest (negatiivse laenguga prootonid) ), tagurpidi tavalistest aatomitest.

Antimaterjal ja aine hävitavad need mõne hetke pärast teineteist, vabastades tohutul hulgal energiat, mis väljendub suure energiaga footonites (gammakiirgus) ja teistes paarides elemente. - cula-antipart cula. Seetõttu eksisteerivad nad tingimata erinevates ruumides.

Füüsikauuringutes eristatakse osakesi ja antiosakesi, kasutades horisontaalset riba (makro) sümbolitel, mis vastavad prootonile (p), elektronile (e) ja neutron (n). Samamoodi ekspresseeritakse antimaterjali aatomeid sama keemilise sümboliga, sama makroreegli kohaselt.

Lisaks: aatommudelid

  1. Antimaterjali avastamine

Paul Dirac postuleeris teoreetiliselt antimaterjali olemasolu 1928. aastal.

Antimaterjali olemasolu teoreeris 1928. aastal inglise füüsik Paul Dirac (1902–1984), kui tehti ettepanek formuleerida matemaatiline võrrand, mis ühendas Albert Einsteini ja Niels Bohri kvantfüüsika relatiivsuse põhimõtted.

See vaevaline teoreetiline töö lahendati edukalt ja sealt jõuti järeldusele, et pidi olema osake, mis oleks analoogne elektronile, kuid positiivse elektrilaenguga . Seda esimest antiosakese nimetati antielektrooniks ja tänapäeval on teada, et selle kokkupuude tavalise elektroniga põhjustab vastastikust hävimist ja footonite (gammakiirte) teket.

Seetõttu oli võimalik mõelda antiprotoonide ja antineutronite olemasolule. Diraci teooria kinnitati 1932. aastal, kui kosmiliste kiirte ja tavalise aine vastastikmõjus avastati positronid.

Pärast seda on täheldatud elektroni ja antielektroni vastastikust hävitamist. Nende kohtumine kujutab endast positrooniumi all tuntud süsteemi , mille poolestusaeg ei ületa kunagi 10–10 või 10–7 sekundit.

Seejärel oli 1955. aastal Californias Berkeleys osakestekiirendil võimalik toota suure energiatarbega aatomi kokkupõrgete abil antiprotoneid ja antineutroone, järgides Einsteini valemit E = mc 2 (energia võrdub mass ja valguse kiirus ruudus).

Samamoodi saadi 1995. aastal tänu Euroopa Tuumauuringute Organisatsioonile (CERN) esimene antiaatom. Neil Euroopa füüsikutel õnnestus luua vesiniku antimaterjali või antivesiniku aatom, mis koosnes antiprootonist tiirleval positronil.

  1. Antimaterjali omadused

Mateeria ja antimaterjali aatomid on võrdsed, kuid vastupidiste elektrilaengutega.

Värsked antimaterjali uuringud näitavad, et see on sama stabiilne küsimus kui tavaline. Selle elektromagnetilised omadused on aga mateeriale vastupidised .

Seda pole olnud lihtne põhjalikult uurida, arvestades selle laboris tootmise tohutuid rahalisi kulusid (umbes 62 500 miljonit USA dollarit loodud milligrammi kohta) ja selle väga lühikest kestust.

Laboratooriumi antimaterjalide loomise kõige edukam juhtum oli umbes 16 minutit . Isegi nii on need hiljutised kogemused võimaldanud meil mõista, et ainel ja antimaterjalil ei pruugi olla samad täpsed omadused.

  1. Kus on antimaterjal?

See on üks antimaterjali saladusi, mille kohta on palju võimalikke seletusi. Enamik teooriaid universumi päritolu kohta nõustub, et alguses olid mateeria ja antimaterjal sarnased .

Praegu näib vaadeldav universum siiski koosnevat ainult tavalisest ainest . Selle muutuse võimalikud selgitused osutavad mateeria ja antimaterjali koosmõjule tumeda ainega või esmasele asümmeetriale ainekoguse ja Suure Paugu ajal tekkiva antimaterjali vahel.

Mida me teame, on see , et meie planeedi Van Alleni rõngastel toimub antikehade loomulik tootmine . Need rõngad asuvad pinnast umbes kahe tuhande kilomeetri kaugusel ja reageerivad sel viisil, kui gammakiired tabavad väliskeskkonda.

Nimetatud antimaterjal kipub rühmitama, kuna selles piirkonnas pole piisavalt tavalist ainet, mis hävitaks, ja mõnede teadlaste arvates võiks sellist ressurssi kasutada antimaterjali eraldamiseks.

  1. Mis on antimaterjalist hea?

Praegu kasutatakse positroneid (antielektrone) juba tomograafia tegemiseks.

Antimaterjalil ei ole veel liiga palju praktilisi kasutusvõimalusi inimtööstuses tänu oma kõrgetele kuludele ja nõudlikule tehnoloogiale, mis hõlmab selle tootmist ja käitlemist. Teatud rakendused on aga juba reaalsus.

Näiteks tehakse positronemissioontomograafia (PET) tomograafia, mis viitas sellele, et antiprotoonide kasutamine vähi ravis on võimalik ja võib-olla tõhusam kui praegused tehnikad prootonitega (kiiritusravi).

Antimaterjali peamine rakendus oleks aga energiaallikas . Einsteini võrrandite kohaselt vabastab mateeria ja antimaterjali hävitamine nii palju energiat, et aine / antimaterjali hävitamine oleks üks kilo tonni kümme miljardit korda produktiivsem kui mis tahes keemiline reaktsioon ja kümme tuhat korda rohkem kui tuumafüüsika.

Kui neid reaktsioone kontrollitakse ja ära kasutatakse, muutuvad kõik tööstused ja isegi transport. Näiteks kümne milligrammi antimaterjali abil saaks kosmoselaeva Marsile vedada.

Jätka teemaga: mateeria päritolu


Huvitavad Artiklid

Luuletus

Luuletus

Selgitame teile, mis on luuletus ja millised on selle erinevused luulega. Lisaks osad, millest see koosneb, ja mõned näited. Luuletusteraamatuid nimetatakse luuletusteks ja need võivad koosneda antoloogiatest. Mis on luuletus? Luuletus on lüürika žanri kirjanduslik kompositsioon , tavaliselt lühikese laiendiga, mis koosneb emotsionaalse, eksistentsiaalse oleku subjektiivsest kirjeldusest või mingil kogemusel. Sellek

Kahepaiksed

Kahepaiksed

Selgitame teile, mis on kahepaiksed, mis on nende päritolu ja peamised omadused. Lisaks sellele, kuidas neid loomi ja näiteid liigitatakse. Kahepaiksed transpordivad ainet ja energiat veest maale ja vastupidi. Mis on kahepaiksed? Kahepaiksed on teada maismaaselgroogsetest, kes pühendavad suurema osa oma elust veekeskkonnale ja kes oma arengu jooksul läbivad metamorfoosi perioodi: rida põhjalikke morfoloogilisi muutusi, mis eristavad kõiki selle elutsükli etappidest ja see tähendab tavaliselt vee-eluperioodi. Teisis

Kontorite automatiseerimine

Kontorite automatiseerimine

Selgitame teile, mis on kontoriautomaatika ja mis tööriistad seda kasutavad. Lisaks selle peamised omadused ja protseduurid. Kontori automatiseerimine võimaldab teavet kavandada, luua, talletada ja sellega manipuleerida. Mis on kontoriautomaatika? Kontorite automatiseerimine on arvutitööriistade komplekt, mida kasutatakse kontoris tehtavate protseduuride optimeerimiseks, parendamiseks ja automatiseerimiseks. Rõh

Mehaaniline energia

Mehaaniline energia

Selgitame teile, mis on mehaaniline energia ja kuidas seda energiat saab klassifitseerida. Lisaks näited ja potentsiaalne ning kineetiline mehaaniline energia. Mehaaniline energia hõlmab nii objekti kineetilist, elastset kui ka potentsiaalset energiat. Mis on mehaaniline energia? Me mõistame mehaanilise energia abil, et keha või süsteem saavutab liikumiskiiruse või konkreetse asendi alguse ja on võimeline tootma mehaaniline töö. Üldisel

Turu-uuring

Turu-uuring

Selgitame teile, mis on turu-uuring, milleks see ülevaade on mõeldud ja mis tüüpe see on. Lisaks kasutatud sammud ja näited. Turu-uuring teeb kindlaks, kas majandustegevus on tulus või mitte. Mis on turu-uuring? Turu-uuring on nišituru ettevõtete ülevaade , et teha kindlaks, kui elujõuline see on ja kui mugav oleks seetõttu investeerida oma nišiturule Raha selle arendamiseks. Lühidalt -

Plii

Plii

Selgitame, mis on plii ja selle keemilise elemendi erinevad omadused. Lisaks selle kasutusalad ja kust seda leida. Plii on tavalises olekus tahke, tihe ja sinakashall metall. Mis on plii? Plii on perioodilise tabeli keemiline sümbolielement Pb (ladina keeles plumbum ) ja aatomnumber 82. Arvestades selle tohutut paindlikkust ja keemilise reaktsiooni läbilaskevõimet, on see väga eriline metallielement, mida tohutult kasutatakse inimtööstuses. Plii