एंटीमैटर « विज्ञान के बारे में दिलचस्प। एंटीमैटर क्या है? दवा में एंटीमैटर का उपयोग किया जाता है
एंटीमैटर,एक पदार्थ जिसमें परमाणु होते हैं जिनके नाभिक में एक नकारात्मक विद्युत आवेश होता है और सकारात्मक विद्युत आवेश वाले पॉज़िट्रॉन - इलेक्ट्रॉनों से घिरा होता है। साधारण पदार्थ में, जिससे हमारे चारों ओर का संसार बना है, धनावेशित नाभिक ऋणात्मक आवेशित इलेक्ट्रॉनों से घिरे होते हैं। सामान्य पदार्थ, इसे एंटीमैटर से अलग करने के लिए, कभी-कभी सह-पदार्थ (ग्रीक से। koinos- साधारण)। हालाँकि, रूसी साहित्य में इस शब्द का व्यावहारिक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है। इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि "एंटीमैटर" शब्द पूरी तरह से सही नहीं है, क्योंकि एंटीमैटर भी मैटर है, अपनी तरह का। एंटीमैटर में समान जड़त्वीय गुण होते हैं और सामान्य पदार्थ के समान गुरुत्वाकर्षण आकर्षण पैदा करते हैं।
पदार्थ और एंटीमैटर की बात करें तो प्राथमिक (उप-परमाणु) कणों से शुरू करना तर्कसंगत है। प्रत्येक प्राथमिक कण एक प्रतिकण से मेल खाता है; दोनों में लगभग समान विशेषताएं हैं, सिवाय इसके कि उनके पास विपरीत विद्युत आवेश है। (यदि कण तटस्थ है, तो एंटीपार्टिकल भी तटस्थ है, लेकिन वे अन्य विशेषताओं में भिन्न हो सकते हैं। कुछ मामलों में, कण और एंटीपार्टिकल एक दूसरे के समान होते हैं।) इस प्रकार, एक इलेक्ट्रॉन - एक नकारात्मक चार्ज कण - एक से मेल खाता है पॉज़िट्रॉन, और एक सकारात्मक चार्ज वाले प्रोटॉन का एंटीपार्टिकल एक नकारात्मक चार्ज एंटीप्रोटोन है। पॉज़िट्रॉन की खोज 1932 में हुई थी, और एंटीप्रोटॉन 1955 में; ये खोजे गए एंटीपार्टिकल्स में से पहले थे। एंटीपार्टिकल्स के अस्तित्व की भविष्यवाणी 1928 में अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी पी. डिराक द्वारा क्वांटम यांत्रिकी के आधार पर की गई थी।
जब एक इलेक्ट्रॉन और एक पॉज़िट्रॉन टकराते हैं, तो वे नष्ट हो जाते हैं, अर्थात। दोनों कण गायब हो जाते हैं, और दो गामा क्वांटा उनके टकराव के बिंदु से उत्सर्जित होते हैं। यदि टकराने वाले कण कम गति से चलते हैं, तो प्रत्येक गामा किरण की ऊर्जा 0.51 MeV होती है। यह ऊर्जा इलेक्ट्रॉन की "विश्राम ऊर्जा" या ऊर्जा की इकाइयों में व्यक्त इसका शेष द्रव्यमान है। यदि टकराने वाले कण तेज गति से गति करते हैं, तो उनकी गतिज ऊर्जा के कारण गामा किरणों की ऊर्जा अधिक होगी। विनाश तब भी होता है जब एक प्रोटॉन एक एंटीप्रोटोन से टकराता है, लेकिन इस मामले में प्रक्रिया बहुत अधिक जटिल होती है। कई अल्पकालिक कण बातचीत के मध्यवर्ती उत्पादों के रूप में पैदा होते हैं; हालाँकि, कुछ माइक्रोसेकंड के बाद, न्यूट्रिनो, गामा क्वांटा, और इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन जोड़े की एक छोटी संख्या परिवर्तनों के अंतिम उत्पाद के रूप में बनी रहती है। ये जोड़े अंततः नष्ट हो सकते हैं, अतिरिक्त गामा किरणें बना सकते हैं। विनाश तब भी होता है जब एक एंटीन्यूट्रॉन न्यूट्रॉन या प्रोटॉन से टकराता है।
चूंकि एंटीपार्टिकल्स मौजूद हैं, इसलिए सवाल उठता है कि क्या एंटीपार्टिकल्स से एंटीन्यूक्लि का निर्माण किया जा सकता है। साधारण पदार्थ के परमाणुओं के नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं। सरलतम नाभिक साधारण हाइड्रोजन समस्थानिक 1 H का केंद्रक है; यह एक एकल प्रोटॉन है। ड्यूटेरियम न्यूक्लियस 2 एच में एक प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन होता है; इसे ड्यूटेरॉन कहते हैं। एक साधारण नाभिक का एक अन्य उदाहरण 3 He नाभिक है, जिसमें दो प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन होते हैं। एक एंटीप्रोटॉन और एक एंटीन्यूट्रॉन से युक्त एंटीड्यूटेरॉन 1966 में प्रयोगशाला में प्राप्त किया गया था; दो एंटीप्रोटोन और एक एंटीन्यूट्रॉन से युक्त एंटी-3He नाभिक पहली बार 1970 में प्राप्त किया गया था।
आधुनिक प्राथमिक कण भौतिकी के अनुसार, उपयुक्त तकनीकी साधनों की उपलब्धता के साथ, सभी सामान्य नाभिकों के प्रतिकण प्राप्त करना संभव होगा। यदि ये एंटीन्यूक्लियर पॉज़िट्रॉन की उचित संख्या से घिरे होते हैं, तो वे एंटीएटम बनाते हैं। एंटी-परमाणुओं में लगभग सामान्य परमाणुओं के समान ही गुण होते हैं; वे अणु बनाएंगे, वे कार्बनिक पदार्थों सहित ठोस, तरल और गैस बना सकते हैं। उदाहरण के लिए, दो एंटीप्रोटोन और एक एंटी-ऑक्सीजन न्यूक्लियस, आठ पॉज़िट्रॉन के साथ, एक पानी-विरोधी अणु बना सकते हैं, जो साधारण पानी H2O के समान होता है, जिसके प्रत्येक अणु में हाइड्रोजन नाभिक के दो प्रोटॉन, एक ऑक्सीजन नाभिक और आठ होते हैं। इलेक्ट्रॉन। आधुनिक कण सिद्धांत यह भविष्यवाणी करने में सक्षम है कि एंटी-वॉटर 0 डिग्री सेल्सियस पर जम जाएगा, 100 डिग्री सेल्सियस पर उबल जाएगा, और अन्यथा सामान्य पानी की तरह व्यवहार करेगा। इस तरह के तर्क को जारी रखते हुए, हम इस निष्कर्ष पर आ सकते हैं कि एंटीमैटर से निर्मित एंटीमैटर हमारे आस-पास की सामान्य दुनिया के समान होगा। यह निष्कर्ष इस धारणा के आधार पर एक सममित ब्रह्मांड के सिद्धांतों के लिए प्रारंभिक बिंदु के रूप में कार्य करता है कि ब्रह्मांड में समान मात्रा में सामान्य पदार्थ और एंटीमैटर हैं। हम इसके उस हिस्से में रहते हैं, जिसमें साधारण पदार्थ होता है।
यदि विपरीत प्रकार के पदार्थों के दो समान टुकड़े संपर्क में लाए जाते हैं, तो पॉज़िट्रॉन के साथ इलेक्ट्रॉनों का विनाश और एंटीन्यूक्लि के साथ नाभिक होगा। इस मामले में, गामा क्वांटा उत्पन्न होगा, जिसकी उपस्थिति से कोई भी न्याय कर सकता है कि क्या हो रहा है। चूंकि पृथ्वी, परिभाषा के अनुसार, साधारण पदार्थ से बनी है, इसमें बड़े त्वरक और कॉस्मिक किरणों में उत्पन्न होने वाले एंटीपार्टिकल्स की छोटी संख्या को छोड़कर, इसमें एंटीमैटर की कोई प्रशंसनीय मात्रा नहीं है। यही बात पूरे सौर मंडल पर लागू होती है।
टिप्पणियों से पता चलता है कि हमारी आकाशगंगा के भीतर सीमित मात्रा में गामा विकिरण होता है। इससे, कई शोधकर्ता यह निष्कर्ष निकालते हैं कि इसमें एंटीमैटर की कोई ध्यान देने योग्य मात्रा नहीं है। लेकिन यह निष्कर्ष निर्विवाद नहीं है। वर्तमान में यह निर्धारित करने का कोई तरीका नहीं है, उदाहरण के लिए, पास का कोई तारा पदार्थ या एंटीमैटर से बना है या नहीं; एक एंटीमैटर तारा एक साधारण तारे के समान ही स्पेक्ट्रम उत्सर्जित करता है। इसके अलावा, यह बहुत संभव है कि दुर्लभ पदार्थ जो तारे के चारों ओर के स्थान को भरता है और स्वयं तारे के मामले के समान होता है, विपरीत प्रकार के पदार्थ से भरे क्षेत्रों से अलग हो जाता है - बहुत पतला उच्च तापमान "लीडेनफ्रॉस्ट परतें"। इस प्रकार, कोई इंटरस्टेलर और इंटरगैलेक्टिक स्पेस की "सेलुलर" संरचना की बात कर सकता है, जिसमें प्रत्येक कोशिका में या तो पदार्थ या एंटीमैटर होता है। इस परिकल्पना को आधुनिक शोध द्वारा समर्थित किया गया है जिसमें दिखाया गया है कि मैग्नेटोस्फीयर और हेलियोस्फीयर (अंतरग्रहीय स्थान) में एक सेलुलर संरचना होती है। अलग-अलग चुंबकीयकरण वाली और कभी-कभी अलग-अलग तापमान और घनत्व वाली कोशिकाओं को बहुत पतले करंट म्यान द्वारा अलग किया जाता है। इसलिए विरोधाभासी निष्कर्ष का अनुसरण करता है कि ये अवलोकन हमारी आकाशगंगा के भीतर भी एंटीमैटर के अस्तित्व का खंडन नहीं करते हैं।
यदि पहले एंटीमैटर के अस्तित्व के पक्ष में कोई ठोस तर्क नहीं थे, तो अब एक्स-रे और गामा-रे खगोल विज्ञान की सफलताओं ने स्थिति बदल दी है। ऊर्जा के एक विशाल और अक्सर अत्यधिक अव्यवस्थित विमोचन से जुड़ी घटना देखी गई है। सबसे अधिक संभावना है, इस तरह की ऊर्जा रिलीज का स्रोत विनाश था।
स्वीडिश भौतिक विज्ञानी ओ। क्लेन ने पदार्थ और एंटीमैटर के बीच समरूपता की परिकल्पना के आधार पर एक ब्रह्माण्ड संबंधी सिद्धांत विकसित किया, और इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि विनाश प्रक्रियाएं ब्रह्मांड के विकास और आकाशगंगाओं की संरचना के निर्माण में एक निर्णायक भूमिका निभाती हैं।
यह अधिक से अधिक स्पष्ट होता जा रहा है कि मुख्य वैकल्पिक सिद्धांत - "बिग बैंग" का सिद्धांत - अवलोकन संबंधी डेटा का गंभीरता से खंडन करता है और निकट भविष्य में ब्रह्मांड संबंधी समस्याओं को हल करने में केंद्रीय स्थान पर "सममित ब्रह्मांड विज्ञान" का कब्जा होने की संभावना है।
भौतिकी और रसायन विज्ञान में, एंटीमैटर एक ऐसा पदार्थ है जिसमें एंटीपार्टिकल्स होते हैं, यानी एक एंटीप्रोटॉन (एक नकारात्मक विद्युत आवेश वाला प्रोटॉन) और एक एंटीइलेक्ट्रॉन (एक सकारात्मक विद्युत आवेश वाला इलेक्ट्रॉन)। एंटीप्रोटोन और एंटीइलेक्ट्रॉन एक एंटीमैटर परमाणु बनाते हैं, जैसे एक इलेक्ट्रॉन और एक प्रोटॉन हाइड्रोजन परमाणु बनाते हैं।
पदार्थ और एंटीमैटर की सामान्य अवधारणा
पदार्थ क्या है, इस प्रश्न का उत्तर सभी जानते हैं, अर्थात यह एक ऐसा पदार्थ है जिसमें अणु और परमाणु होते हैं। परमाणु स्वयं, बदले में, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन द्वारा निर्मित इलेक्ट्रॉनों और नाभिकों से बने होते हैं। पदार्थ क्या है इस प्रश्न को समझने से यह समझना संभव हो जाता है कि एंटीमैटर क्या है। इसे एक पदार्थ के रूप में समझा जाता है, जिसके घटक कणों में विपरीत विद्युत आवेश होता है। न्यूट्रॉन-एंटीन्यूट्रॉन जोड़ी के मामले में, उनके चार्ज शून्य के बराबर होते हैं, लेकिन चुंबकीय क्षण विपरीत दिशा में निर्देशित होते हैं।
एंटीमैटर की मुख्य संपत्ति सामान्य पदार्थ से मिलने पर नष्ट करने की क्षमता है। इन पदार्थों के संपर्क के परिणामस्वरूप, द्रव्यमान गायब हो जाता है और पूरी तरह से ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है। ब्रह्मांडीय सिद्धांत के अनुसार ब्रह्मांड में पदार्थ और एंटीमैटर की समान मात्रा है, यह तथ्य सैद्धांतिक तर्क से चलता है। हालांकि, इन पदार्थों को एक दूसरे से बड़ी दूरी से अलग किया जाता है, क्योंकि उनकी किसी भी बैठक से पदार्थ के विनाश की भव्य ब्रह्मांडीय घटनाएं होती हैं।
एंटीमैटर की खोज का इतिहास
एंटीमैटर की खोज 1932 में उत्तरी अमेरिकी भौतिक विज्ञानी कार्ल एंडरसन ने की थी, जो कॉस्मिक किरणों का अध्ययन कर रहे थे और पॉज़िट्रॉन (इलेक्ट्रॉन के एंटीपार्टिकल) का पता लगाने में सक्षम थे। इस खोज ने उन्हें 1936 में नोबेल पुरस्कार दिलाया। इसके बाद, प्रयोगात्मक रूप से एंटीप्रोटोन की खोज की गई। यह 2006 में पामेला उपग्रह के प्रक्षेपण की बदौलत हुआ, जिसका मिशन सूर्य द्वारा उत्सर्जित कणों का अध्ययन करना था।
इसके बाद, मानवता ने अपने दम पर एंटीमैटर बनाना सीखा। कई प्रयोगों के परिणामस्वरूप, यह दिखाया गया कि पदार्थ और एंटीमैटर की टक्कर दोनों पदार्थों को नष्ट कर देती है और गामा किरणें उत्पन्न करती है। इन प्रयोगात्मक निष्कर्षों की भविष्यवाणी अल्बर्ट आइंस्टीन ने की थी।
एंटीमैटर का उपयोग
एंटीमैटर का उपयोग कहाँ किया जा सकता है? सबसे पहले, एंटीमैटर एक उत्कृष्ट ईंधन है। एंटीमैटर की सिर्फ एक बूंद ऊर्जा प्रदान करने में सक्षम है, जो दिन के दौरान एक बड़े शहर को बिजली देने के लिए पर्याप्त होगी। इसके अलावा, यह ऊर्जा स्रोत पर्यावरण के अनुकूल है।
चिकित्सा के क्षेत्र में, एंटीमैटर का मुख्य उपयोग पॉज़िट्रॉन रेडिएशन टोमोग्राफी है। गामा किरणें, जो पदार्थ और एंटीमैटर के विनाश से उत्पन्न होती हैं, का उपयोग शरीर में कैंसर के ट्यूमर का पता लगाने के लिए किया जाता है। एंटीमैटर का उपयोग कैंसर चिकित्सा में भी किया जाता है। वर्तमान में, कैंसर के ऊतकों के पूर्ण विनाश के लिए एंटीप्रोटोन के उपयोग पर शोध चल रहा है।
एक ग्राम एंटीमैटर की कीमत कितनी होती है और इसे कहाँ स्टोर किया जाता है?
प्राथमिक कण त्वरक की मदद से एंटीमैटर के उत्पादन के लिए भारी ऊर्जा लागत की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, एंटीमैटर को स्टोर करना मुश्किल है, क्योंकि यह सामान्य पदार्थ के साथ किसी भी संपर्क पर स्वयं को नष्ट कर देगा। इसलिए, इसे मजबूत विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों में संग्रहीत किया जाता है, जिसके निर्माण और रखरखाव के लिए बड़ी ऊर्जा लागत की भी आवश्यकता होती है।
पूर्वगामी के संबंध में, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि एंटीमैटर पृथ्वी पर सबसे महंगा पदार्थ है। उसके चने की कीमत 62.5 बिलियन अमेरिकी डॉलर आंकी गई है। सर्न द्वारा उपलब्ध कराए गए अन्य अनुमानों के अनुसार, एक ग्राम एंटीमैटर का एक अरबवां हिस्सा बनाने में कई सौ मिलियन स्विस फ़्रैंक लगेंगे।
अंतरिक्ष एंटीमैटर का स्रोत है
प्रौद्योगिकी विकास के इस चरण में, एंटीमैटर का कृत्रिम निर्माण एक अक्षम और महंगा तरीका है। इसे देखते हुए नासा के वैज्ञानिकों ने चुंबकीय क्षेत्रों के साथ पृथ्वी के वैन एलन बेल्ट में एंटीमैटर इकट्ठा करने की योजना बनाई है। यह बेल्ट हमारे ग्रह की सतह से कई सौ किलोमीटर की ऊंचाई पर स्थित है और इसकी मोटाई कई हजार किलोमीटर है। अंतरिक्ष के इस क्षेत्र में बड़ी संख्या में एंटीप्रोटोन होते हैं, जो पृथ्वी के वायुमंडल की ऊपरी परतों में ब्रह्मांडीय किरणों के टकराव के कारण प्राथमिक कणों की प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप बनते हैं। साधारण पदार्थ की मात्रा कम होती है, इसलिए इसमें एंटीप्रोटोन काफी लंबे समय तक मौजूद रह सकते हैं।
एंटीमैटर का एक अन्य स्रोत सौर मंडल के विशाल ग्रहों के आसपास समान विकिरण बेल्ट है: बृहस्पति, शनि, नेपच्यून और यूरेनस। वैज्ञानिक शनि पर विशेष ध्यान देते हैं, जो उनकी राय में, ग्रह के बर्फ के छल्ले के साथ चार्ज किए गए ब्रह्मांडीय कणों की बातचीत के परिणामस्वरूप बड़ी संख्या में एंटीप्रोटोन उत्पन्न करना चाहिए।
एंटीमैटर के अधिक किफायती भंडारण की दिशा में भी काम चल रहा है। इसलिए, प्रोफेसर मसाकी गोरी (मासाकी होरी) ने रेडियो फ्रीक्वेंसी का उपयोग करके एंटीप्रोटोन को सीमित करने की विकसित विधि की घोषणा की, जो उनके अनुसार, एंटीमैटर के लिए कंटेनर के आकार को काफी कम कर देगा।
एंटीमैटर लंबे समय से विज्ञान कथा का विषय रहा है। एन्जिल्स एंड डेमन्स पुस्तक और फिल्म में, प्रोफेसर लैंगडन वेटिकन को एक एंटीमैटर बम से बचाने की कोशिश करते हैं। स्टार ट्रेक अंतरिक्ष यान एंटरप्राइज प्रकाश की गति से तेज यात्रा करने के लिए एक विनाशकारी एंटीमैटर इंजन का उपयोग करता है। लेकिन एंटीमैटर भी हमारी वास्तविकता का विषय है। एंटीमैटर कण वस्तुतः अपने भौतिक समकक्षों के समान होते हैं, सिवाय इसके कि वे विपरीत चार्ज और स्पिन करते हैं। जब एंटीमैटर पदार्थ से मिलता है, तो वे तुरंत ऊर्जा में विलीन हो जाते हैं, और यह अब कल्पना नहीं है।
हालांकि एक ही ईंधन पर आधारित एंटीमैटर बम और जहाज व्यवहार में अभी तक संभव नहीं हैं, एंटीमैटर के बारे में कई तथ्य हैं जो आपको आश्चर्यचकित करेंगे या जो आप पहले से जानते थे उस पर ब्रश करने की अनुमति देंगे।
महाविस्फोट के बाद एंटीमैटर ब्रह्मांड के सभी पदार्थों को नष्ट करने वाला था
सिद्धांत के अनुसार, बिग बैंग ने समान मात्रा में पदार्थ और एंटीमैटर का निर्माण किया। जब वे मिलते हैं, तो परस्पर विनाश होता है, विनाश होता है, और केवल शुद्ध ऊर्जा बची रहती है। इसके आधार पर हमारा अस्तित्व नहीं होना चाहिए।
लेकिन हम मौजूद हैं। और जहां तक भौतिकविदों को पता है, ऐसा इसलिए है क्योंकि पदार्थ-एंटीमैटर के प्रत्येक अरब जोड़े के लिए पदार्थ का एक अतिरिक्त कण होता है। भौतिक विज्ञानी इस विषमता को समझाने की पूरी कोशिश कर रहे हैं।
आपके विचार से एंटीमैटर आपके करीब है
अंतरिक्ष से ब्रह्मांडीय किरणों, ऊर्जावान कणों के रूप में पृथ्वी पर लगातार छोटी मात्रा में एंटीमैटर बरस रहे हैं। ये एंटीमैटर कण एक से लेकर सौ प्रति वर्ग मीटर तक के स्तर पर हमारे वायुमंडल में पहुंचते हैं। वैज्ञानिकों के पास इस बात के भी प्रमाण हैं कि आंधी के दौरान एंटीमैटर का उत्पादन होता है।
एंटीमैटर के अन्य स्रोत हैं जो हमारे करीब हैं। उदाहरण के लिए, केले हर 75 मिनट में एक बार एक पॉज़िट्रॉन - एक इलेक्ट्रॉन के बराबर एंटीमैटर - उत्सर्जित करके एंटीमैटर उत्पन्न करते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि केले में पोटेशियम -40 की थोड़ी मात्रा होती है, जो पोटेशियम का प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला आइसोटोप है। पोटैशियम-40 का क्षय कभी-कभी पॉज़िट्रॉन उत्पन्न करता है।
हमारे शरीर में पोटैशियम-40 भी होता है, जिसका मतलब है कि आप पॉज़िट्रॉन भी उत्सर्जित करते हैं। पदार्थ के संपर्क में आने पर एंटीमैटर तुरंत नष्ट हो जाता है, इसलिए ये एंटीमैटर कण बहुत लंबे समय तक नहीं रहते हैं।
मनुष्य काफी कुछ एंटीमैटर बनाने में कामयाब रहे हैं
एंटीमैटर और मैटर के विनाश में बड़ी मात्रा में ऊर्जा जारी करने की क्षमता है। एक ग्राम एंटीमैटर परमाणु बम के आकार का विस्फोट पैदा कर सकता है। हालांकि, लोगों ने ज्यादा एंटीमैटर नहीं बनाया है, इसलिए डरने की कोई बात नहीं है।
फर्मी लेबोरेटरी के टेवेट्रॉन कण त्वरक में बनाए गए सभी एंटीप्रोटोन मुश्किल से 15 नैनोग्राम हैं। सर्न में अभी तक केवल 1 नैनोग्राम का ही उत्पादन किया जा सका है। जर्मनी में DESY में - 2 नैनोग्राम से अधिक पॉज़िट्रॉन नहीं।
अगर लोगों द्वारा बनाया गया सभी एंटीमैटर तुरंत नष्ट हो जाए, तो उसकी ऊर्जा एक कप चाय उबालने के लिए भी पर्याप्त नहीं होगी।
समस्या एंटीमैटर के उत्पादन और भंडारण की दक्षता और लागत में निहित है। 1 ग्राम एंटीमैटर बनाने के लिए लगभग 25 मिलियन बिलियन किलोवाट-घंटे ऊर्जा की आवश्यकता होती है और इसकी लागत एक मिलियन बिलियन डॉलर से अधिक होती है। आश्चर्य नहीं कि एंटीमैटर कभी-कभी हमारी दुनिया के दस सबसे महंगे पदार्थों की सूची में शामिल होता है।
एंटीमैटर ट्रैप जैसी कोई चीज होती है।
एंटीमैटर का अध्ययन करने के लिए, आपको इसे पदार्थ के साथ नष्ट होने से रोकना होगा। वैज्ञानिकों ने इसके लिए कई तरीके खोजे हैं।
एंटीमैटर के आवेशित कण, जैसे पॉज़िट्रॉन और एंटीप्रोटोन, को तथाकथित पेनिंग ट्रैप में संग्रहित किया जा सकता है। वे छोटे कण त्वरक की तरह हैं। उनके अंदर, कण एक सर्पिल में चलते हैं जबकि चुंबकीय और विद्युत क्षेत्र उन्हें जाल की दीवारों से टकराने से रोकते हैं।
हालांकि, पेनिंग ट्रैप एंटीहाइड्रोजन जैसे तटस्थ कणों के लिए काम नहीं करते हैं। चूंकि उनके पास कोई चार्ज नहीं है, इसलिए इन कणों को विद्युत क्षेत्रों द्वारा सीमित नहीं किया जा सकता है। वे Ioffe जाल में रखे जाते हैं जो अंतरिक्ष के एक क्षेत्र को बनाकर काम करते हैं जहां चुंबकीय क्षेत्र सभी दिशाओं में मजबूत हो जाता है। सबसे कमजोर चुंबकीय क्षेत्र वाले क्षेत्र में एंटीमैटर कण फंस जाते हैं।
पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र एंटीमैटर ट्रैप के रूप में कार्य कर सकता है। पृथ्वी के चारों ओर कुछ क्षेत्रों में एंटीप्रोटोन पाए गए हैं - वैन एलन विकिरण बेल्ट।
एंटीमैटर गिर सकता है (शाब्दिक रूप से)
पदार्थ और एंटीमैटर कणों का द्रव्यमान समान होता है लेकिन विद्युत आवेश और स्पिन जैसे गुणों में भिन्नता होती है। भविष्यवाणी करता है कि गुरुत्वाकर्षण का पदार्थ और एंटीमैटर पर समान प्रभाव होना चाहिए, हालाँकि यह निश्चित रूप से देखा जाना बाकी है। एईजीआईएस, अल्फा और जीबीएआर जैसे प्रयोग इस पर काम कर रहे हैं।
एंटीमैटर में गुरुत्वाकर्षण प्रभाव को देखना उतना आसान नहीं है जितना कि एक सेब को पेड़ से गिरते हुए देखना। इन प्रयोगों के लिए आवश्यक है कि एंटीमैटर को फँसाया जाए या इसे पूर्ण शून्य से ठीक ऊपर के तापमान पर ठंडा करके धीमा किया जाए। और चूंकि गुरुत्वाकर्षण मूलभूत बलों में सबसे कमजोर है, इसलिए भौतिकविदों को बिजली के अधिक शक्तिशाली बल के साथ बातचीत को रोकने के लिए इन प्रयोगों में तटस्थ एंटीमैटर कणों का उपयोग करना चाहिए।
कण मॉडरेटर में अध्ययन किया जा रहा एंटीमैटर
क्या आपने कण त्वरक के बारे में सुना है, लेकिन क्या आपने कण मॉडरेटर के बारे में सुना है? सर्न में एंटीप्रोटोन डिसेलेरेटर नामक एक मशीन होती है, जिसमें एंटीप्रोटोन फंस जाते हैं और उनके गुणों और व्यवहार का अध्ययन करने के लिए धीमा हो जाते हैं।
लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर जैसे कण त्वरक के छल्ले में, कणों को हर बार एक चक्र पूरा करने पर एक ऊर्जावान बढ़ावा मिलता है। मॉडरेटर विपरीत तरीके से काम करते हैं: कणों को फैलाने के बजाय, उन्हें विपरीत दिशा में धकेल दिया जाता है।
न्यूट्रिनो अपने स्वयं के एंटीपार्टिकल्स हो सकते हैं
पदार्थ का एक कण और उसके विरोधी पदार्थ के साथी विपरीत आरोप लगाते हैं, जिससे उनके बीच अंतर करना आसान हो जाता है। न्यूट्रिनो, लगभग द्रव्यमान रहित कण जो शायद ही कभी पदार्थ के साथ बातचीत करते हैं, उनके पास कोई चार्ज नहीं होता है। वैज्ञानिकों का मानना है कि वे कणों का एक काल्पनिक वर्ग हो सकते हैं जो उनके अपने एंटीपार्टिकल्स हैं।
मेजराना डिमॉन्स्ट्रेटर और EXO-200 जैसी परियोजनाओं का उद्देश्य यह निर्धारित करना है कि तथाकथित न्यूट्रिनोलेस डबल बीटा क्षय के व्यवहार को देखकर न्यूट्रिनो वास्तव में मेजराना कण हैं या नहीं।
कुछ रेडियोधर्मी नाभिक एक साथ क्षय करते हैं, दो इलेक्ट्रॉनों और दो न्यूट्रिनो का उत्सर्जन करते हैं। यदि न्यूट्रिनो अपने स्वयं के एंटीपार्टिकल्स होते, तो वे एक द्विआधारी क्षय के बाद नष्ट हो जाते, और वैज्ञानिकों को केवल इलेक्ट्रॉनों का निरीक्षण करने के लिए छोड़ दिया जाता।
मेजराना न्यूट्रिनो की खोज यह समझाने में मदद कर सकती है कि पदार्थ-एंटीमैटर विषमता क्यों है। भौतिकविदों का सुझाव है कि मेजराना न्यूट्रिनो भारी या हल्के हो सकते हैं। हमारे समय में फेफड़े मौजूद हैं, और भारी लोग बिग बैंग के तुरंत बाद मौजूद थे। भारी मेजराना न्यूट्रिनो असमान रूप से क्षय हो गए, जिसके परिणामस्वरूप हमारे ब्रह्मांड में पदार्थ की एक छोटी मात्रा भर गई।
दवा में एंटीमैटर का उपयोग किया जाता है
पीईटी, पीईटी (पॉज़िट्रॉन एमिशन टोपोग्राफी) शरीर की उच्च रिज़ॉल्यूशन छवियों का उत्पादन करने के लिए पॉज़िट्रॉन का उपयोग करता है। पॉज़िट्रॉन-उत्सर्जक रेडियोधर्मी समस्थानिक (जैसे हम केले में पाए जाते हैं) खुद को ग्लूकोज जैसे रसायनों से जोड़ते हैं जो शरीर में मौजूद होते हैं। उन्हें रक्तप्रवाह में इंजेक्ट किया जाता है, जहां वे स्वाभाविक रूप से क्षय करते हैं, पॉज़िट्रॉन का उत्सर्जन करते हैं। वे, बदले में, शरीर के इलेक्ट्रॉनों से मिलते हैं और नष्ट हो जाते हैं। विनाश गामा किरणें पैदा करता है जिनका उपयोग छवि बनाने के लिए किया जाता है।
सीईआरएन की एसीई परियोजना के वैज्ञानिक कैंसर के इलाज के संभावित उम्मीदवार के रूप में एंटीमैटर का अध्ययन कर रहे हैं। डॉक्टरों ने पहले ही पता लगा लिया है कि वे ट्यूमर पर कणों के बीम को निर्देशित कर सकते हैं जो उनकी ऊर्जा का उत्सर्जन तभी करते हैं जब वे स्वस्थ ऊतक से सुरक्षित रूप से गुजरते हैं। एंटीप्रोटोन का उपयोग करने से ऊर्जा का एक अतिरिक्त विस्फोट होगा। यह तकनीक हैम्स्टर्स के इलाज में प्रभावी पाई गई है, लेकिन अभी तक मनुष्यों में इसका परीक्षण नहीं किया गया है।
एंटीमैटर अंतरिक्ष में दुबका हो सकता है
जिस तरह से वैज्ञानिक पदार्थ-एंटीमैटर विषमता समस्या को हल करने की कोशिश कर रहे हैं, वह है बिग बैंग से बचे हुए एंटीमैटर की तलाश करना।
अल्फा मैग्नेटिक स्पेक्ट्रोमीटर (एएमएस) अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर स्थित एक कण डिटेक्टर है जो ऐसे कणों की तलाश करता है। एएमएस में चुंबकीय क्षेत्र होते हैं जो ब्रह्मांडीय कणों के मार्ग को मोड़ते हैं और पदार्थ को एंटीमैटर से अलग करते हैं। इसके डिटेक्टरों को ऐसे कणों का पता लगाना और पहचानना चाहिए जैसे वे गुजरते हैं।
कॉस्मिक किरणों के टकराव से आमतौर पर पॉज़िट्रॉन और एंटीप्रोटोन उत्पन्न होते हैं, लेकिन इस प्रक्रिया के लिए आवश्यक ऊर्जा की विशाल मात्रा के कारण एंटीहेलियम परमाणु बनाने की संभावना बहुत कम रहती है। इसका मतलब यह है कि एंटीहेलियम के सिर्फ एक न्यूक्लियोलस का अवलोकन ब्रह्मांड में कहीं और बड़ी मात्रा में एंटीमैटर के अस्तित्व के लिए शक्तिशाली सबूत होगा।
लोग वास्तव में सीख रहे हैं कि एंटीमैटर प्रोपेलेंट के साथ अंतरिक्ष यान को कैसे बिजली दी जाए
बस थोड़ा सा एंटीमैटर भारी मात्रा में ऊर्जा का उत्पादन कर सकता है, जिससे यह भविष्य के विज्ञान कथा जहाजों के लिए एक लोकप्रिय ईंधन बन जाता है।
एंटीमैटर पर रॉकेट प्रणोदन काल्पनिक रूप से संभव है; ऐसा करने के लिए मुख्य सीमा पर्याप्त एंटीमैटर एकत्र कर रही है।
अब तक, इस तरह के अनुप्रयोग के लिए आवश्यक मात्रा में बड़े पैमाने पर उत्पादन या एंटीमैटर के संग्रह के लिए कोई तकनीक नहीं है। हालांकि, वैज्ञानिक इस तरह के आंदोलन की नकल और इसी एंटीमैटर के भंडारण पर काम कर रहे हैं। एक दिन, अगर हमें बड़ी मात्रा में एंटीमैटर का उत्पादन करने का कोई तरीका मिल जाए, तो उनका शोध इंटरस्टेलर यात्रा को वास्तविकता बनाने में मदद कर सकता है।
symmetrymagazine.org . से साभार
) कणों और प्रतिकणों दोनों के लिए। इसका मतलब है कि एंटीमैटर की संरचना सामान्य पदार्थ के समान होनी चाहिए।
पदार्थ और एंटीमैटर के बीच का अंतर केवल कमजोर अंतःक्रिया के कारण ही संभव है, हालांकि, सामान्य तापमान पर, कमजोर प्रभाव नगण्य होते हैं।
जब पदार्थ और एंटीमैटर परस्पर क्रिया करते हैं, तो वे नष्ट हो जाते हैं, और उच्च-ऊर्जा फोटॉन या कण-एंटीपार्टिकल जोड़े बनते हैं। यह गणना की जाती है कि जब 1 किलो एंटीमैटर और 1 किलो पदार्थ परस्पर क्रिया करते हैं, तो लगभग 1.8·10 17 जूल ऊर्जा जारी की जाएगी, जो कि 42.96 मेगाटन टीएनटी के विस्फोट के दौरान जारी ऊर्जा के बराबर है। ग्रह पर अब तक का सबसे शक्तिशाली परमाणु उपकरण, "ज़ार बम" (द्रव्यमान ~ 20 टन), 57 मेगाटन के अनुरूप है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि न्यूक्लियॉन-एंटीन्यूक्लिऑन जोड़ी के विनाश के दौरान लगभग 50% ऊर्जा न्यूट्रिनो के रूप में जारी की जाती है, जो व्यावहारिक रूप से पदार्थ के साथ बातचीत नहीं करती है।
इस बारे में काफी चर्चा है कि ब्रह्मांड के देखने योग्य भाग में लगभग विशेष रूप से पदार्थ क्यों है और क्या अन्य स्थान भरे हुए हैं, इसके विपरीत, लगभग पूरी तरह से एंटीमैटर के साथ; लेकिन आज तक, ब्रह्मांड में पदार्थ और एंटीमैटर की देखी गई विषमता भौतिकी में सबसे बड़ी अनसुलझी समस्याओं में से एक है (ब्रह्मांड की बैरियन विषमता देखें)। यह माना जाता है कि बिग बैंग के बाद एक सेकंड के पहले अंशों में इतनी मजबूत विषमता उत्पन्न हुई।
रसीद
पूरी तरह से एंटीपार्टिकल्स से बनी पहली वस्तु 1965 में संश्लेषित एंटी-ड्यूटेरॉन थी; तब भारी एंटीन्यूक्लि भी प्राप्त किए गए थे। 1995 में, सर्न में एक एंटीहाइड्रोजन परमाणु को संश्लेषित किया गया था, जिसमें एक पॉज़िट्रॉन और एक एंटीप्रोटोन शामिल थे। हाल के वर्षों में, एंटीहाइड्रोजन महत्वपूर्ण मात्रा में प्राप्त किया गया है और इसके गुणों का विस्तृत अध्ययन शुरू हो गया है।
कीमत
एंटीमैटर को पृथ्वी पर सबसे महंगे पदार्थ के रूप में जाना जाता है- 2006 के नासा के अनुमान के अनुसार एक मिलीग्राम पॉज़िट्रॉन का उत्पादन करने में लगभग 25 मिलियन अमेरिकी डॉलर का खर्च आता है। 1999 के अनुमान के अनुसार, एक ग्राम एंटीहाइड्रोजन की कीमत 62.5 ट्रिलियन डॉलर होगी। 2001 के सर्न अनुमान के अनुसार, एक ग्राम एंटीमैटर के एक अरबवें हिस्से के उत्पादन (दस वर्षों में कण-प्रतिकणों के टकराव में सर्न द्वारा उपयोग की जाने वाली मात्रा) में कई सौ मिलियन स्विस फ़्रैंक खर्च हुए।
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विकिमीडिया फाउंडेशन। 2010.
समानार्थी शब्द:देखें कि "एंटीमैटर" अन्य शब्दकोशों में क्या है:
एंटीमैटर... वर्तनी शब्दकोश
प्रतिकण- एंटीमैटर/, ए/… विलय होना। अलग से। एक हाइफ़न के माध्यम से।
लेकिन; सीएफ भौतिक. प्रतिकणों से निर्मित पदार्थ। एंटीमटेरियल, ओह, ओह। * * * एंटीमैटर एंटीपार्टिकल्स से निर्मित पदार्थ है। एंटीमैटर परमाणुओं के नाभिक एंटीप्रोटॉन और एंटीन्यूट्रॉन से बने होते हैं, और परमाणु गोले पॉज़िट्रॉन से बने होते हैं। विश्वकोश शब्दकोश
एंटी-मैटर मैटर एंटी-पार्टिकल्स से बना होता है। एंटीमैटर परमाणुओं के नाभिक में एंटीप्रोटॉन और एंटीन्यूट्रॉन होते हैं, और इलेक्ट्रॉनों की भूमिका पॉज़िट्रॉन द्वारा निभाई जाती है। यह माना जाता है कि ब्रह्मांड के निर्माण के पहले क्षणों में, एंटीमैटर और मैटर ... ... आधुनिक विश्वकोश
प्रतिकणों से निर्मित पदार्थ। एंटीमैटर परमाणुओं के नाभिक एंटीप्रोटॉन और एंटीन्यूट्रॉन से बने होते हैं, और परमाणु गोले पॉज़िट्रॉन से बने होते हैं। ब्रह्मांड में एंटीमैटर के संचय की खोज अभी तक नहीं हुई है। आवेशित कण त्वरक प्राप्त करने पर ... ... बड़ा विश्वकोश शब्दकोश
एंटी-मैटर, एक पदार्थ जिसमें एंटीपार्टिकल्स होते हैं, जो सभी तरह से सामान्य कणों के समान होते हैं, इलेक्ट्रिक चार्ज, स्पिन और मैग्नेटिक मोमेंट को छोड़कर, जिसका उनके विपरीत चिन्ह होता है। जब एक एंटीपार्टिकल, जैसे पॉज़िट्रॉन ... ... वैज्ञानिक और तकनीकी विश्वकोश शब्दकोश
बुध प्रतिकणों से निर्मित पदार्थ (भौतिकी में)। एफ़्रेमोवा का व्याख्यात्मक शब्दकोश। टी एफ एफ्रेमोवा। 2000... रूसी भाषा का आधुनिक व्याख्यात्मक शब्दकोश एफ़्रेमोवा
प्रतिकणों से निर्मित पदार्थ। Va में परमाणुओं के नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं, और इलेक्ट्रॉन परमाणुओं के गोले बनाते हैं। ए में नाभिक में एंटीप्रोटोन और एंटीन्यूट्रॉन होते हैं, और उनके गोले में इलेक्ट्रॉनों के स्थान पर पॉज़िट्रॉन का कब्जा होता है। आधुनिक के अनुसार सिद्धांत, जहर ... भौतिक विश्वकोश
अस्तित्व।, समानार्थक शब्द की संख्या: 1 एंटीमैटर (2) एएसआईएस पर्यायवाची शब्दकोश। वी.एन. त्रिशिन। 2013... पर्यायवाची शब्दकोश
प्रतिकण- पदार्थ से युक्त (देखें)। ब्रह्मांड में ए की व्यापकता का सवाल अभी भी खुला है ... महान पॉलिटेक्निक विश्वकोश
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अनुभूति की पारिस्थितिकी: एंटीमैटर लंबे समय से विज्ञान कथा का विषय रहा है। एन्जिल्स एंड डेमन्स पुस्तक और फिल्म में, प्रोफेसर लैंगडन वेटिकन को एक एंटीमैटर बम से बचाने की कोशिश करते हैं। स्टार ट्रेक एंटरप्राइज अंतरिक्ष यान पर आधारित एक इंजन का उपयोग करता है
एंटीमैटर लंबे समय से विज्ञान कथा का विषय रहा है। एन्जिल्स एंड डेमन्स पुस्तक और फिल्म में, प्रोफेसर लैंगडन वेटिकन को एक एंटीमैटर बम से बचाने की कोशिश करते हैं। स्टार ट्रेक अंतरिक्ष यान एंटरप्राइज प्रकाश की गति से तेज यात्रा करने के लिए एक विनाशकारी एंटीमैटर इंजन का उपयोग करता है। लेकिन एंटीमैटर भी हमारी वास्तविकता का विषय है। एंटीमैटर कण वस्तुतः अपने भौतिक समकक्षों के समान होते हैं, सिवाय इसके कि वे विपरीत चार्ज और स्पिन करते हैं। जब एंटीमैटर पदार्थ से मिलता है, तो वे तुरंत ऊर्जा में विलीन हो जाते हैं, और यह अब कल्पना नहीं है।
हालांकि एक ही ईंधन पर आधारित एंटीमैटर बम और जहाज व्यवहार में अभी तक संभव नहीं हैं, एंटीमैटर के बारे में कई तथ्य हैं जो आपको आश्चर्यचकित करेंगे या जो आप पहले से जानते थे उस पर ब्रश करने की अनुमति देंगे।
1 एंटीमैटर को बिग बैंग के बाद ब्रह्मांड में सभी पदार्थों को नष्ट कर देना चाहिए था
सिद्धांत के अनुसार, बिग बैंग ने समान मात्रा में पदार्थ और एंटीमैटर का निर्माण किया। जब वे मिलते हैं, तो परस्पर विनाश होता है, विनाश होता है, और केवल शुद्ध ऊर्जा बची रहती है। इसके आधार पर हमारा अस्तित्व नहीं होना चाहिए।
लेकिन हम मौजूद हैं। और जहां तक भौतिकविदों को पता है, ऐसा इसलिए है क्योंकि पदार्थ-एंटीमैटर के प्रत्येक अरब जोड़े के लिए पदार्थ का एक अतिरिक्त कण होता है। भौतिक विज्ञानी इस विषमता को समझाने की पूरी कोशिश कर रहे हैं।
2 एंटीमैटर आपके विचार से आपके करीब है
अंतरिक्ष से ब्रह्मांडीय किरणों, ऊर्जावान कणों के रूप में पृथ्वी पर लगातार छोटी मात्रा में एंटीमैटर बरस रहे हैं। ये एंटीमैटर कण एक से लेकर सौ प्रति वर्ग मीटर तक के स्तर पर हमारे वायुमंडल में पहुंचते हैं। वैज्ञानिकों के पास इस बात के भी प्रमाण हैं कि आंधी के दौरान एंटीमैटर का उत्पादन होता है।
एंटीमैटर के अन्य स्रोत हैं जो हमारे करीब हैं। उदाहरण के लिए, केले हर 75 मिनट में एक बार एक पॉज़िट्रॉन - एक इलेक्ट्रॉन के बराबर एंटीमैटर - उत्सर्जित करके एंटीमैटर उत्पन्न करते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि केले में पोटेशियम -40 की थोड़ी मात्रा होती है, जो पोटेशियम का प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला आइसोटोप है। पोटैशियम-40 का क्षय कभी-कभी पॉज़िट्रॉन उत्पन्न करता है।
हमारे शरीर में पोटैशियम-40 भी होता है, जिसका मतलब है कि आप पॉज़िट्रॉन भी उत्सर्जित करते हैं। पदार्थ के संपर्क में आने पर एंटीमैटर तुरंत नष्ट हो जाता है, इसलिए ये एंटीमैटर कण बहुत लंबे समय तक नहीं रहते हैं।
3 इंसानों ने बहुत कम एंटीमैटर बनाया है
एंटीमैटर और मैटर के विनाश में बड़ी मात्रा में ऊर्जा जारी करने की क्षमता है। एक ग्राम एंटीमैटर परमाणु बम के आकार का विस्फोट पैदा कर सकता है। हालांकि, लोगों ने ज्यादा एंटीमैटर नहीं बनाया है, इसलिए डरने की कोई बात नहीं है।
फर्मी लेबोरेटरी के टेवेट्रॉन कण त्वरक में बनाए गए सभी एंटीप्रोटोन मुश्किल से 15 नैनोग्राम हैं। सर्न में अभी तक केवल 1 नैनोग्राम का ही उत्पादन किया जा सका है। जर्मनी में DESY में - 2 नैनोग्राम से अधिक पॉज़िट्रॉन नहीं।
अगर लोगों द्वारा बनाया गया सभी एंटीमैटर तुरंत नष्ट हो जाए, तो उसकी ऊर्जा एक कप चाय उबालने के लिए भी पर्याप्त नहीं होगी।
समस्या एंटीमैटर के उत्पादन और भंडारण की दक्षता और लागत में निहित है। 1 ग्राम एंटीमैटर बनाने के लिए लगभग 25 मिलियन बिलियन किलोवाट-घंटे ऊर्जा की आवश्यकता होती है और इसकी लागत एक मिलियन बिलियन डॉलर से अधिक होती है। आश्चर्य नहीं कि एंटीमैटर कभी-कभी हमारी दुनिया के दस सबसे महंगे पदार्थों की सूची में शामिल होता है।
4. एंटीमैटर ट्रैप जैसी कोई चीज होती है।
एंटीमैटर का अध्ययन करने के लिए, आपको इसे पदार्थ के साथ नष्ट होने से रोकना होगा। वैज्ञानिकों ने इसके लिए कई तरीके खोजे हैं।
एंटीमैटर के आवेशित कण, जैसे पॉज़िट्रॉन और एंटीप्रोटोन, को तथाकथित पेनिंग ट्रैप में संग्रहित किया जा सकता है। वे छोटे कण त्वरक की तरह हैं। उनके अंदर, कण एक सर्पिल में चलते हैं जबकि चुंबकीय और विद्युत क्षेत्र उन्हें जाल की दीवारों से टकराने से रोकते हैं।
हालांकि, पेनिंग ट्रैप एंटीहाइड्रोजन जैसे तटस्थ कणों के लिए काम नहीं करते हैं। चूंकि उनके पास कोई चार्ज नहीं है, इसलिए इन कणों को विद्युत क्षेत्रों द्वारा सीमित नहीं किया जा सकता है। वे Ioffe जाल में रखे जाते हैं जो अंतरिक्ष के एक क्षेत्र को बनाकर काम करते हैं जहां चुंबकीय क्षेत्र सभी दिशाओं में मजबूत हो जाता है। सबसे कमजोर चुंबकीय क्षेत्र वाले क्षेत्र में एंटीमैटर कण फंस जाते हैं।
पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र एंटीमैटर ट्रैप के रूप में कार्य कर सकता है। पृथ्वी के चारों ओर कुछ क्षेत्रों में एंटीप्रोटोन पाए गए हैं - वैन एलन विकिरण बेल्ट।
5. एंटीमैटर गिर सकता है (शाब्दिक रूप से)
पदार्थ और एंटीमैटर कणों का द्रव्यमान समान होता है लेकिन विद्युत आवेश और स्पिन जैसे गुणों में भिन्नता होती है। मानक मॉडल भविष्यवाणी करता है कि गुरुत्वाकर्षण का पदार्थ और एंटीमैटर पर समान प्रभाव होना चाहिए, लेकिन यह निश्चित रूप से देखा जाना बाकी है। एईजीआईएस, अल्फा और जीबीएआर जैसे प्रयोग इस पर काम कर रहे हैं।
एंटीमैटर में गुरुत्वाकर्षण प्रभाव को देखना उतना आसान नहीं है जितना कि एक सेब को पेड़ से गिरते हुए देखना। इन प्रयोगों के लिए आवश्यक है कि एंटीमैटर को फँसाया जाए या इसे पूर्ण शून्य से ठीक ऊपर के तापमान पर ठंडा करके धीमा किया जाए। और चूंकि गुरुत्वाकर्षण मूलभूत बलों में सबसे कमजोर है, इसलिए भौतिकविदों को बिजली के अधिक शक्तिशाली बल के साथ बातचीत को रोकने के लिए इन प्रयोगों में तटस्थ एंटीमैटर कणों का उपयोग करना चाहिए।
6. कण मॉडरेटर में एंटीमैटर का अध्ययन किया जा रहा है
क्या आपने कण त्वरक के बारे में सुना है, लेकिन क्या आपने कण मॉडरेटर के बारे में सुना है? सर्न में एंटीप्रोटोन डिसेलेरेटर नामक एक मशीन होती है, जिसमें एंटीप्रोटोन फंस जाते हैं और उनके गुणों और व्यवहार का अध्ययन करने के लिए धीमा हो जाते हैं।
लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर जैसे कण त्वरक के छल्ले में, कणों को हर बार एक चक्र पूरा करने पर एक ऊर्जावान बढ़ावा मिलता है। मॉडरेटर विपरीत तरीके से काम करते हैं: कणों को फैलाने के बजाय, उन्हें विपरीत दिशा में धकेल दिया जाता है।
7 न्यूट्रिनो उनके अपने एंटीपार्टिकल्स हो सकते हैं
पदार्थ का एक कण और उसके विरोधी पदार्थ के साथी विपरीत आरोप लगाते हैं, जिससे उनके बीच अंतर करना आसान हो जाता है। न्यूट्रिनो, लगभग द्रव्यमान रहित कण जो शायद ही कभी पदार्थ के साथ बातचीत करते हैं, उनके पास कोई चार्ज नहीं होता है। वैज्ञानिकों का मानना है कि वे मेजराना कण हो सकते हैं, कणों का एक काल्पनिक वर्ग जो उनके अपने एंटीपार्टिकल्स हैं।
मेजराना डिमॉन्स्ट्रेटर और EXO-200 जैसी परियोजनाओं का उद्देश्य यह निर्धारित करना है कि तथाकथित न्यूट्रिनोलेस डबल बीटा क्षय के व्यवहार को देखकर न्यूट्रिनो वास्तव में मेजराना कण हैं या नहीं।
कुछ रेडियोधर्मी नाभिक एक साथ क्षय करते हैं, दो इलेक्ट्रॉनों और दो न्यूट्रिनो का उत्सर्जन करते हैं। यदि न्यूट्रिनो अपने स्वयं के एंटीपार्टिकल्स होते, तो वे एक द्विआधारी क्षय के बाद नष्ट हो जाते, और वैज्ञानिकों को केवल इलेक्ट्रॉनों का निरीक्षण करने के लिए छोड़ दिया जाता।
मेजराना न्यूट्रिनो की खोज यह समझाने में मदद कर सकती है कि पदार्थ-एंटीमैटर विषमता क्यों है। भौतिकविदों का सुझाव है कि मेजराना न्यूट्रिनो भारी या हल्के हो सकते हैं। हमारे समय में फेफड़े मौजूद हैं, और भारी लोग बिग बैंग के तुरंत बाद मौजूद थे। भारी मेजराना न्यूट्रिनो असमान रूप से क्षय हो गए, जिसके परिणामस्वरूप हमारे ब्रह्मांड में पदार्थ की एक छोटी मात्रा भर गई।
8 एंटीमैटर का उपयोग चिकित्सा में किया जाता है
पीईटी, पीईटी (पॉज़िट्रॉन एमिशन टोपोग्राफी) शरीर की उच्च रिज़ॉल्यूशन छवियों का उत्पादन करने के लिए पॉज़िट्रॉन का उपयोग करता है। पॉज़िट्रॉन-उत्सर्जक रेडियोधर्मी समस्थानिक (जैसे हम केले में पाए जाते हैं) खुद को ग्लूकोज जैसे रसायनों से जोड़ते हैं जो शरीर में मौजूद होते हैं। उन्हें रक्तप्रवाह में इंजेक्ट किया जाता है, जहां वे स्वाभाविक रूप से क्षय करते हैं, पॉज़िट्रॉन का उत्सर्जन करते हैं। वे, बदले में, शरीर के इलेक्ट्रॉनों से मिलते हैं और नष्ट हो जाते हैं। विनाश गामा किरणें पैदा करता है जिनका उपयोग छवि बनाने के लिए किया जाता है।
सीईआरएन की एसीई परियोजना के वैज्ञानिक कैंसर के इलाज के संभावित उम्मीदवार के रूप में एंटीमैटर का अध्ययन कर रहे हैं। डॉक्टरों ने पहले ही पता लगा लिया है कि वे ट्यूमर पर कणों के बीम को निर्देशित कर सकते हैं जो उनकी ऊर्जा का उत्सर्जन तभी करते हैं जब वे स्वस्थ ऊतक से सुरक्षित रूप से गुजरते हैं। एंटीप्रोटोन का उपयोग करने से ऊर्जा का एक अतिरिक्त विस्फोट होगा। यह तकनीक हैम्स्टर्स के इलाज में प्रभावी पाई गई है, लेकिन अभी तक मनुष्यों में इसका परीक्षण नहीं किया गया है।
9 एंटीमैटर अंतरिक्ष में छिप सकता है
जिस तरह से वैज्ञानिक पदार्थ-एंटीमैटर विषमता समस्या को हल करने की कोशिश कर रहे हैं, वह है बिग बैंग से बचे हुए एंटीमैटर की तलाश करना।
अल्फा मैग्नेटिक स्पेक्ट्रोमीटर (एएमएस) अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर स्थित एक कण डिटेक्टर है जो ऐसे कणों की तलाश करता है। एएमएस में चुंबकीय क्षेत्र होते हैं जो ब्रह्मांडीय कणों के मार्ग को मोड़ते हैं और पदार्थ को एंटीमैटर से अलग करते हैं। इसके डिटेक्टरों को ऐसे कणों का पता लगाना और पहचानना चाहिए जैसे वे गुजरते हैं।
कॉस्मिक किरणों के टकराव से आमतौर पर पॉज़िट्रॉन और एंटीप्रोटोन उत्पन्न होते हैं, लेकिन इस प्रक्रिया के लिए आवश्यक ऊर्जा की विशाल मात्रा के कारण एंटीहेलियम परमाणु बनाने की संभावना बहुत कम रहती है। इसका मतलब यह है कि एंटीहेलियम के सिर्फ एक न्यूक्लियोलस का अवलोकन ब्रह्मांड में कहीं और बड़ी मात्रा में एंटीमैटर के अस्तित्व के लिए शक्तिशाली सबूत होगा।
10 लोग वास्तव में सीख रहे हैं कि एंटीमैटर ईंधन के साथ अंतरिक्ष यान को कैसे चलाया जाए
बस थोड़ा सा एंटीमैटर भारी मात्रा में ऊर्जा का उत्पादन कर सकता है, जिससे यह भविष्य के विज्ञान कथा जहाजों के लिए एक लोकप्रिय ईंधन बन जाता है।
एंटीमैटर पर रॉकेट प्रणोदन काल्पनिक रूप से संभव है; ऐसा करने के लिए मुख्य सीमा पर्याप्त एंटीमैटर एकत्र कर रही है।
अब तक, इस तरह के अनुप्रयोग के लिए आवश्यक मात्रा में बड़े पैमाने पर उत्पादन या एंटीमैटर के संग्रह के लिए कोई तकनीक नहीं है। हालांकि, वैज्ञानिक इस तरह के आंदोलन की नकल और इसी एंटीमैटर के भंडारण पर काम कर रहे हैं। एक दिन, अगर हमें बड़ी मात्रा में एंटीमैटर का उत्पादन करने का कोई तरीका मिल जाए, तो उनका शोध इंटरस्टेलर यात्रा को वास्तविकता बनाने में मदद कर सकता है।प्रकाशित