Paano makakuha ng antimatter. Antimatter, antimatter at ang paglikha ng antihydrogen. Nasaan siya, ang antimatter na ito
) para sa parehong mga particle at antiparticle. Nangangahulugan ito na ang istraktura ng antimatter ay dapat na magkapareho sa ordinaryong bagay.
Ang pagkakaiba sa pagitan ng bagay at antimatter ay posible lamang dahil sa mahinang pakikipag-ugnayan, gayunpaman, sa mga ordinaryong temperatura, ang mga mahihinang epekto ay bale-wala.
Kapag nag-interact ang matter at antimatter, nalipol ang mga ito, at nabubuo ang high-energy photon o particle-antiparticle pares. Kinakalkula na kapag nag-interact ang 1 kg ng antimatter at 1 kg ng matter, humigit-kumulang 1.8·10 17 joules ng enerhiya ang ilalabas, na katumbas ng enerhiya na inilabas sa panahon ng pagsabog ng 42.96 megatons ng TNT. Ang pinakamalakas na nuclear device na sumabog sa planeta, "Tsar bomb" (mass ~ 20 tons), ay katumbas ng 57 megatons. Dapat pansinin na ang tungkol sa 50% ng enerhiya sa panahon ng paglipol ng isang pares ng nucleon-antinucleon ay inilabas sa anyo ng mga neutrino, na halos hindi nakikipag-ugnayan sa bagay.
Napakaraming talakayan tungkol sa kung bakit ang nakikitang bahagi ng Uniberso ay halos binubuo lamang ng bagay at kung may iba pang mga lugar na puno, sa kabaligtaran, halos ganap na may antimatter; ngunit hanggang ngayon, ang naobserbahang kawalaan ng simetrya ng matter at antimatter sa uniberso ay isa sa pinakamalaking hindi nalutas na problema sa physics (tingnan ang Baryon asymmetry ng uniberso). Ipinapalagay na ang gayong malakas na kawalaan ng simetrya ay lumitaw sa mga unang bahagi ng isang segundo pagkatapos ng Big Bang.
Resibo
Ang unang bagay na ganap na binubuo ng mga antiparticle ay ang anti-deuteron na na-synthesize noong 1965; pagkatapos ay nakuha din ang mas mabibigat na antinuclei. Noong 1995, isang antihydrogen atom ang na-synthesize sa CERN, na binubuo ng isang positron at isang antiproton. Sa mga nagdaang taon, ang antihydrogen ay nakuha sa makabuluhang dami at ang isang detalyadong pag-aaral ng mga katangian nito ay nagsimula.
Presyo
Ang antimatter ay kilala bilang ang pinakamahal na substance sa Earth—isang pagtatantya ng NASA noong 2006 ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang US$25 milyon upang makagawa ng isang milligram ng mga positron. Ang isang gramo ng antihydrogen ay nagkakahalaga ng $62.5 trilyon, ayon sa isang pagtatantya noong 1999. Ayon sa isang pagtatantya ng CERN noong 2001, ang produksyon ng isang bilyong bahagi ng isang gramo ng antimatter (ang dami na ginamit ng CERN sa mga banggaan ng particle-antiparticle sa loob ng sampung taon) ay nagkakahalaga ng ilang daang milyong Swiss franc.
Tingnan din
Mga Tala
Mga link
Wikimedia Foundation. 2010 .
Mga kasingkahulugan:Tingnan kung ano ang "Antimatter" sa iba pang mga diksyunaryo:
Antimatter... Spelling Dictionary
antimatter- antimatter/, a/… pinagsanib. Hiwalay. Sa pamamagitan ng isang gitling.
NGUNIT; cf. Phys. Materya na binuo mula sa mga antiparticle. ◁ Antimaterial, naku, naku. * * * Ang antimatter ay bagay na binuo mula sa mga antiparticle. Ang nuclei ng antimatter atoms ay binubuo ng mga antiproton at antineutron, at ang mga atomic shell ay binubuo ng mga positron. encyclopedic Dictionary
Ang ANTI-MATTER Matter ay binubuo ng mga anti-particles. Ang nuclei ng antimatter atoms ay binubuo ng mga antiproton at antineutron, at ang papel ng mga electron ay ginagampanan ng mga positron. Ipinapalagay na sa mga unang sandali ng pagbuo ng Uniberso, antimatter at matter ... ... Modern Encyclopedia
Materya na binuo mula sa mga antiparticle. Ang nuclei ng antimatter atoms ay binubuo ng mga antiproton at antineutron, at ang mga atomic shell ay binubuo ng mga positron. Ang mga akumulasyon ng antimatter sa uniberso ay hindi pa natuklasan. Sa mga naka-charge na particle accelerators na nakuha ... ... Malaking Encyclopedic Dictionary
ANTI-MATTER, isang substance na binubuo ng mga antiparticle, na kapareho ng mga ordinaryong particle sa lahat ng aspeto, maliban sa ELECTRIC CHARGE, SPIN AT MAGNETIC MOMENT, na may kabaligtaran silang sign. Kapag ang isang antiparticle, tulad ng isang positron... ... Pang-agham at teknikal na encyclopedic na diksyunaryo
ikasal Materya na nabuo mula sa mga antiparticle (sa pisika). Explanatory Dictionary ng Efremova. T. F. Efremova. 2000... Modernong paliwanag na diksyunaryo ng wikang Ruso na Efremova
Materya na binuo mula sa mga antiparticle. Ang nuclei ng mga atomo sa va ay binubuo ng mga proton at neutron, at ang mga electron ay bumubuo ng mga shell ng mga atomo. Sa A. nuclei ay binubuo ng mga antiproton at antineutron, at ang lugar ng mga electron sa kanilang mga shell ay inookupahan ng mga positron. Ayon sa moderno mga teorya, lason... Pisikal na Encyclopedia
Umiiral., bilang ng mga kasingkahulugan: 1 antimatter (2) ASIS Synonym Dictionary. V.N. Trishin. 2013... diksyunaryo ng kasingkahulugan
ANTIMATTER- bagay na binubuo ng (tingnan). Ang tanong ng pagkalat ng A. sa Uniberso ay bukas pa rin ... Mahusay na Polytechnic Encyclopedia
Mga libro
- Universe sa rearview mirror. Kanan kamay ba ang Diyos? O nakatagong simetrya, antimatter at ang Higgs boson, ni Dave Goldberg. Ayaw ng physics? Hindi mo lang nabasa ang mga libro ni Dave Goldberg! Ipakikilala sa iyo ng aklat na ito ang isa sa mga pinaka nakakaintriga na paksa sa modernong pisika, ang mga pangunahing simetriko. Sa katunayan, sa aming magagandang ...
- Universe sa rearview mirror. Kanan kamay ba ang Diyos? O nakatagong simetrya, antimatter at boson, si Dave Goldberg. Ayaw ng physics? Hindi mo lang nabasa ang mga libro ni Dave Goldberg! Ipakikilala sa iyo ng aklat na ito ang isa sa mga pinaka nakakaintriga na paksa sa modernong pisika - mga pangunahing simetriko. Pagkatapos ng lahat, sa aming…
Ang antimatter ay matagal nang paksa ng science fiction. Sa aklat at pelikula ng Angels & Demons, sinubukan ni Propesor Langdon na iligtas ang Vatican mula sa isang antimatter bomb. Ang Star Trek spacecraft Enterprise ay gumagamit ng annihilating antimatter engine upang maglakbay nang mas mabilis kaysa sa bilis ng liwanag. Ngunit ang antimatter ay paksa rin ng ating realidad. Ang mga partikulo ng antimatter ay halos magkapareho sa kanilang mga materyal na katapat, maliban na sila ay nagdadala ng magkasalungat na singil at umiikot. Kapag ang antimatter ay nakakatugon sa bagay, sila ay agad na nagwawasak sa enerhiya, at ito ay hindi na kathang-isip.
Bagama't hindi pa posible ang mga antimatter bomb at mga barkong nakabatay sa parehong gasolina sa pagsasagawa, maraming mga katotohanan tungkol sa antimatter na magugulat sa iyo o magbibigay-daan sa iyo na magsipilyo sa kung ano ang alam mo na.
Ang antimatter ay dapat na sirain ang lahat ng bagay sa uniberso pagkatapos ng Big Bang
Ayon sa teorya, ang Big Bang ay lumikha ng matter at antimatter sa pantay na dami. Kapag nagkita sila, may mutual annihilation, annihilation, at puro enerhiya na lang ang natitira. Batay dito, hindi tayo dapat umiral.
Ngunit tayo ay umiiral. At sa pagkakaalam ng mga physicist, ito ay dahil sa bawat bilyong pares ng matter-antimatter ay mayroong isang dagdag na particle ng matter. Sinusubukan ng mga physicist ang kanilang makakaya upang ipaliwanag ang kawalaan ng simetrya na ito.
Ang antimatter ay mas malapit sa iyo kaysa sa iyong iniisip
Ang maliliit na halaga ng antimatter ay patuloy na umuulan sa Earth sa anyo ng mga cosmic ray, masiglang mga particle mula sa kalawakan. Ang mga antimatter particle na ito ay umaabot sa ating kapaligiran sa mga antas mula isa hanggang mahigit isang daan kada metro kuwadrado. Ang mga siyentipiko ay mayroon ding katibayan na ang antimatter ay ginagawa sa panahon ng mga bagyo.
Mayroong iba pang mga mapagkukunan ng antimatter na mas malapit sa atin. Ang mga saging, halimbawa, ay bumubuo ng antimatter sa pamamagitan ng paglabas ng isang positron - ang antimatter na katumbas ng isang electron - halos isang beses bawat 75 minuto. Ito ay dahil ang mga saging ay naglalaman ng maliit na halaga ng potassium-40, isang natural na nagaganap na isotope ng potassium. Ang pagkabulok ng potassium-40 kung minsan ay gumagawa ng isang positron.
Ang ating katawan ay naglalaman din ng potassium-40, na nangangahulugang naglalabas ka rin ng mga positron. Ang antimatter ay agad na nawawasak kapag nadikit sa materya, kaya ang mga antimatter na particle na ito ay hindi nabubuhay nang napakatagal.
Ang mga tao ay nakagawa ng kaunting antimatter
Ang paglipol ng antimatter at matter ay may potensyal na maglabas ng napakaraming enerhiya. Ang isang gramo ng antimatter ay maaaring gumawa ng pagsabog na kasing laki ng isang bombang nuklear. Gayunpaman, ang mga tao ay hindi nakagawa ng maraming antimatter, kaya walang dapat ikatakot.
Ang lahat ng mga antiproton na nilikha sa Tevatron particle accelerator ng Fermi Laboratory ay halos 15 nanograms. Sa CERN, halos 1 nanogram lamang ang nagawa hanggang ngayon. Sa DESY sa Germany - hindi hihigit sa 2 nanograms ng positrons.
Kung ang lahat ng antimatter na nilikha ng mga tao ay agad na nawasak, ang enerhiya nito ay hindi magiging sapat upang pakuluan ang isang tasa ng tsaa.
Ang problema ay nakasalalay sa kahusayan at gastos ng paggawa at pag-iimbak ng antimatter. Ang paggawa ng 1 gramo ng antimatter ay nangangailangan ng humigit-kumulang 25 milyong kilowatt-hour ng enerhiya at nagkakahalaga ng mahigit isang milyong bilyong dolyar. Hindi nakakagulat na minsan ang antimatter ay kasama sa listahan ng sampung pinakamahal na sangkap sa ating mundo.
Mayroong isang bagay bilang isang antimatter trap.
Upang pag-aralan ang antimatter, kailangan mong pigilan ito mula sa paglipol sa bagay. Ang mga siyentipiko ay nakahanap ng ilang mga paraan upang gawin ito.
Ang mga naka-charge na particle ng antimatter, tulad ng mga positron at antiproton, ay maaaring maimbak sa tinatawag na Penning traps. Para silang maliliit na particle accelerators. Sa loob ng mga ito, ang mga particle ay gumagalaw sa isang spiral habang ang mga magnetic at electric field ay pumipigil sa kanila mula sa pagbangga sa mga dingding ng bitag.
Gayunpaman, ang Penning traps ay hindi gumagana para sa mga neutral na particle tulad ng antihydrogen. Dahil wala silang singil, ang mga particle na ito ay hindi maaaring limitado ng mga electric field. Ang mga ito ay inilalagay sa Ioffe traps na gumagana sa pamamagitan ng paglikha ng isang rehiyon ng espasyo kung saan lumalakas ang magnetic field sa lahat ng direksyon. Ang mga partikulo ng antimatter ay natigil sa rehiyon na may pinakamahina na magnetic field.
Ang magnetic field ng Earth ay maaaring kumilos bilang antimatter traps. Ang mga antiproton ay natagpuan sa ilang mga zone sa paligid ng Earth - ang Van Allen radiation belt.
Maaaring mahulog ang antimatter (literal)
Ang mga particle ng matter at antimatter ay may parehong masa ngunit magkaiba sa mga katangian tulad ng electric charge at spin. hinuhulaan na ang gravity ay dapat magkaroon ng parehong epekto sa bagay at antimatter, gayunpaman ito ay nananatiling tiyak na nakikita. Ginagawa ito ng mga eksperimento tulad ng AEGIS, ALPHA at GBAR.
Ang pagmamasid sa gravitational effect sa antimatter ay hindi kasingdali ng panonood ng isang mansanas na nahulog mula sa isang puno. Nangangailangan ang mga eksperimentong ito na panatilihing nakakulong ang antimatter o pinapabagal ito sa pamamagitan ng paglamig nito sa mga temperaturang mas mataas lang sa absolute zero. At dahil ang gravity ang pinakamahina sa mga pangunahing pwersa, dapat gumamit ang mga physicist ng mga neutral na partikulo ng antimatter sa mga eksperimentong ito upang maiwasan ang pakikipag-ugnayan sa mas malakas na puwersa ng kuryente.
Pinag-aaralan ang antimatter sa mga particle moderator
Narinig mo na ba ang mga particle accelerator, ngunit narinig mo ba ang mga particle moderator? Ang CERN ay may isang makina na tinatawag na Antiproton Decelerator, kung saan ang mga antiproton ay nakulong at bumagal upang pag-aralan ang kanilang mga katangian at pag-uugali.
Sa mga particle accelerator ring tulad ng Large Hadron Collider, ang mga particle ay nakakakuha ng energetic boost sa tuwing makumpleto nila ang isang bilog. Ang mga moderator ay gumagana sa kabaligtaran na paraan: sa halip na ikalat ang mga particle, sila ay itinutulak sa kabaligtaran na direksyon.
Ang mga neutrino ay maaaring maging kanilang sariling mga antiparticle
Ang isang particle ng matter at ang anti-material na kasosyo nito ay nagdadala ng magkasalungat na singil, na ginagawang madaling makilala sa pagitan ng mga ito. Ang mga neutrino, halos walang massless na mga particle na bihirang makipag-ugnayan sa matter, ay walang bayad. Naniniwala ang mga siyentipiko na maaaring sila ay isang hypothetical na klase ng mga particle na kanilang sariling mga antiparticle.
Ang mga proyekto tulad ng Majorana Demonstrator at EXO-200 ay naglalayon na matukoy kung ang mga neutrino ay talagang Majorana particle sa pamamagitan ng pagmamasid sa gawi ng tinatawag na neutrinoless double beta decay.
Ang ilang radioactive nuclei ay nabubulok nang sabay-sabay, na naglalabas ng dalawang electron at dalawang neutrino. Kung ang mga neutrino ay ang kanilang sariling mga antiparticle, sila ay lilipulin pagkatapos ng isang binary decay, at ang mga siyentipiko ay maiiwan lamang upang obserbahan ang mga electron.
Ang paghahanap para sa Majorana neutrino ay maaaring makatulong na ipaliwanag kung bakit mayroong matter-antimatter asymmetry. Iminumungkahi ng mga physicist na ang Majorana neutrino ay maaaring mabigat o magaan. Ang mga baga ay umiiral sa ating panahon, at ang mga mabibigat ay umiral kaagad pagkatapos ng Big Bang. Ang mabibigat na Majorana neutrino ay naagnas nang walang simetriko, na nagresulta sa isang maliit na dami ng bagay na pumuno sa ating Uniberso.
Ang antimatter ay ginagamit sa gamot
Ang PET, PET (Positron Emission Topography) ay gumagamit ng mga positron upang makagawa ng mga larawang may mataas na resolution ng katawan. Ang positron-emitting radioactive isotopes (tulad ng mga nakita namin sa mga saging) ay nakakabit sa mga kemikal tulad ng glucose na nasa katawan. Ang mga ito ay iniksyon sa daluyan ng dugo, kung saan sila ay natural na nabubulok, na naglalabas ng mga positron. Ang mga iyon naman, ay nakakatugon sa mga electron ng katawan at nagwawasak. Ang paglipol ay gumagawa ng mga gamma ray na ginagamit upang bumuo ng imahe.
Pinag-aaralan ng mga siyentipiko sa ACE project ng CERN ang antimatter bilang potensyal na kandidato para sa paggamot sa kanser. Naisip na ng mga doktor na maaari nilang idirekta ang mga sinag ng mga particle sa mga tumor na naglalabas ng kanilang enerhiya pagkatapos lamang nilang maipasa ang malusog na tisyu. Ang paggamit ng mga antiproton ay magdaragdag ng dagdag na pagsabog ng enerhiya. Ang pamamaraang ito ay napatunayang epektibo sa pagpapagamot ng mga hamster, ngunit hindi pa nasusuri sa mga tao.
Ang antimatter ay maaaring nakatago sa kalawakan
Isa sa mga paraan na sinusubukan ng mga siyentipiko na lutasin ang problema sa matter-antimatter asymmetry ay ang paghahanap ng antimatter na natitira mula sa Big Bang.
Ang Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) ay isang particle detector na matatagpuan sa International Space Station na naghahanap ng mga naturang particle. Ang AMS ay naglalaman ng mga magnetic field na yumuko sa landas ng mga cosmic particle at naghihiwalay ng matter mula sa antimatter. Ang mga detektor nito ay dapat makakita at makilala ang mga naturang particle habang sila ay dumaan.
Ang mga banggaan ng cosmic ray ay karaniwang gumagawa ng mga positron at antiproton, ngunit ang posibilidad na lumikha ng isang antihelium atom ay nananatiling napakaliit dahil sa napakalaking dami ng enerhiya na kinakailangan para sa prosesong ito. Nangangahulugan ito na ang pagmamasid sa isang nucleolus lamang ng antihelium ay magiging makapangyarihang ebidensya para sa pagkakaroon ng napakalaking halaga ng antimatter sa ibang lugar sa uniberso.
Talagang natututo ang mga tao kung paano palakasin ang spacecraft gamit ang antimatter propellant
Ang kaunting antimatter lamang ay maaaring makagawa ng napakalaking halaga ng enerhiya, na ginagawa itong isang sikat na gasolina para sa mga futuristic na science fiction na barko.
Ang pagpapaandar ng rocket sa antimatter ay hypothetically posible; ang pangunahing limitasyon ay ang pagkolekta ng sapat na antimatter upang magawa ito.
Sa ngayon, walang teknolohiya para mass-produce o mangolekta ng antimatter sa mga volume na kinakailangan para sa naturang aplikasyon. Gayunpaman, ang mga siyentipiko ay nagtatrabaho sa imitasyon ng naturang paggalaw at pag-iimbak ng napaka-antimatter na ito. Isang araw, kung makakahanap tayo ng paraan upang makagawa ng malalaking halaga ng antimatter, makakatulong ang kanilang pananaliksik na gawing katotohanan ang paglalakbay sa interstellar.
Nagmula sa symmetrymagazine.org
antimatter ay kabaligtaran ng normal na bagay. Higit na partikular, ang mga subatomic na particle ng antimatter ay may mga katangian na kabaligtaran sa mga katangian ng bagay na katangian ng ordinaryong bagay.
Ang electric charge ng mga particle na ito ay baligtad. Nilikha ang antimatter kasama ng matter pagkatapos ng Big Bang, ngunit bihira na ang antimatter sa uniberso ngayon at hindi alam ng mga siyentipiko kung bakit.
Upang mas maunawaan ang antimatter, kailangan mong malaman ang higit pa tungkol sa bagay. Ang bagay ay binubuo ng mga atomo, na siyang mga pangunahing yunit ng mga elemento ng kemikal tulad ng hydrogen, helium o oxygen. Ang bawat elemento ay may tiyak na bilang ng mga atomo: ang hydrogen ay may isang atom; ang helium ay may dalawang atomo; at iba pa.
Ang uniberso ng atom ay masalimuot, dahil ito ay puno ng mga kakaibang particle na nagsisimula pa lamang maunawaan ng mga pisiko. Mula sa isang simpleng punto ng view, ang mga atom ay may mga particle, na kilala bilang mga proton, at sa loob ng mga ito.
Ano ang makukuha mo kapag pinagsama mo ang teorya ng relativity at quantum mechanics? Walang biro dito - isang rebolusyonaryong konsepto lamang na naimbento ng nagwagi ng Nobel Prize na si P. Dirac matapos niyang matuklasan ang kakaibang pagkakaiba sa equation.
Sa pisika ng particle, ang bawat uri ng particle ay may nauugnay na antiparticle na may parehong masa ngunit magkasalungat na pisikal na singil (tulad ng electric charge). Halimbawa, ang antiparticle ng isang electron ay isang antielectron (madalas na tinatawag na positron). Habang ang isang electron ay may negatibong singil sa kuryente, ang isang positron ay may positibong singil sa kuryente at natural na nabuo sa ilang mga uri ng radioactive decay. Totoo rin ang kabaligtaran: ang antiparticle ng positron ay ang electron.
Ang ilang mga particle, tulad ng photon, ay kanilang sariling antiparticle. Kung hindi, para sa bawat pares ng mga particle na may mga antiparticle, ang isa ay itinalaga bilang normal na bagay (na kung saan tayo ay gawa), at ang isa pa (karaniwang prefix na "anti"), tulad ng sa antimatter.
Ang mga pares ng particle-antiparticle ay maaaring maglipol sa isa't isa, na gumagawa ng mga photon; dahil ang mga singil ng particle at antiparticle ay magkasalungat, ang kabuuang singil ay natipid. Halimbawa, ang mga positron na ginawa ng natural na radioactive decay ay mabilis na nilipol ang kanilang mga sarili sa pamamagitan ng mga electron, na gumagawa ng mga pares ng gamma ray, isang proseso na ginagamit sa positron emission tomography.
Ang mga batas ng kalikasan ay halos simetriko sa mga particle at antiparticle. Halimbawa, ang isang antiproton at isang positron ay maaaring bumuo ng isang anti-hydrogen atom, na pinaniniwalaan na may parehong mga katangian bilang isang hydrogen atom. Ito ay humahantong sa tanong kung bakit ang pagbuo ng bagay pagkatapos ng Big Bang ay humantong sa paglikha ng isang uniberso na halos binubuo ng mga bagay.
Saan iyon?
Ang mga partikulo ng antimatter ay nilikha sa napakabilis na mga banggaan. Sa mga unang sandali pagkatapos ng Big Bang, tanging enerhiya ang umiral. Habang lumalamig at lumawak ang uniberso, ang mga particle ng parehong bagay at antimatter ay ginawa sa pantay na dami. Kung bakit nangingibabaw ang bagay ay isang tanong na hindi pa natutuklasan ng mga siyentipiko.
Ang isang teorya ay nagmumungkahi na mas maraming normal na bagay kaysa antimatter ang nilikha sa simula, kaya kahit na pagkatapos ng magkaparehong paglipol, may sapat na normal na bagay na natitira upang bumuo ng mga bituin, kalawakan, at tayo.
Pagtuklas ng antimatter
Ang antimatter ay unang natuklasan noong 1928 ng English physicist na si Paul Dirac, na tinawag ng New Scientist na "the greatest British theorist, tulad ni Sir Isaac Newton."
Ano nga ba ang equation ni Dirac? Sa madaling sabi, ito ay isang malawak na extension ng teorya ng relativity ni Einstein na sinamahan ng quantum mechanics sa paraang hindi pa nagawa nang mathematically. Nalaman ni Dirac na ang equation na ito ay isinasaalang-alang ang pagkakaroon ng mga particle tulad ng alam natin sa kanila, pati na rin ang magkasalungat na sisingilin na mga particle na may magnetic moments na kabaligtaran sa mga katumbas na particle ng matter. Tinawag niya itong magkasalungat na sisingilin na mga particle na antiparticle o antimatter.
Ayon sa magazine, pinagsama ni Dirac ang espesyal na equation ng relativity ni Einstein (na nagsasabing ang liwanag ang pinakamabilis na gumagalaw na bagay sa uniberso) at quantum mechanics (na naglalarawan kung ano ang nangyayari sa isang atom). Nalaman niya na ang equation ay nagtrabaho para sa mga electron na may negatibong singil o may mga positibong singil.
Kapag ang mga partikulo ng antimatter ay nakikipag-ugnayan sa mga particle ng bagay, sinisira nila ang isa't isa at gumagawa ng enerhiya. Naging dahilan ito sa mga inhinyero na mag-isip-isip na ang antimatter engine ng isang spacecraft ay maaaring maging isang epektibong paraan upang tuklasin ang uniberso.
Nagbabala ang NASA na mayroong malaking catch sa ideyang ito: Kailangan ng humigit-kumulang $100 bilyon upang makalikha ng isang milligram ng antimatter.
"Upang maging mabubuhay sa komersyo, ang presyo na ito ay kailangang bumaba ng halos 10,000 beses," isinulat ng ahensya. Ang pagbuo ng enerhiya ay lumilikha ng isa pang sakit ng ulo: "Kailangan ng mas maraming enerhiya upang lumikha ng antimatter kaysa sa enerhiya na maaaring makuha mula sa isang reaksyon ng antimatter."
Ngunit hindi nito napigilan ang NASA at iba pang mga grupo na magtrabaho sa pagpapabuti ng teknolohiya upang gawing posible ang antimatter propulsion.
Ang antimatter ay bagay na binubuo ng mga antiparticle, iyon ay, mga particle na may eksaktong pareho, ngunit baligtad ang halaga at mga katangian ng mga particle na iyon, kung saan sila ay magkasalungat. Ang bawat particle ay may sariling mirror copy - isang antiparticle. Ang mga antiparticle ng proton, neutron at tinatawag na antiproton, antineutron at positron, ayon sa pagkakabanggit. Ang mga proton at neutron, naman, ay binubuo ng mas maliliit na particle na tinatawag na quark. Ang mga antiproton at antineutron ay binubuo ng mga antiquark.
Ang mga antiparticle ay nagdadala ng isang katulad ngunit kabaligtaran na singil bilang kanilang mga ordinaryong bagay na katapat, ngunit may parehong masa at magkapareho sa lahat ng iba pang paraan. Tulad ng iminumungkahi ng mga siyentipiko, maaaring mayroong buong kalawakan na gawa sa antimatter. Mayroon ding isang opinyon na maaaring mayroong mas maraming antimatter sa Uniberso kaysa sa ordinaryong bagay. Ngunit imposibleng makakita ng antimatter, tulad ng mga bagay ng ordinaryong mundo sa paligid natin. Hindi ito nakikita ng mata ng tao.
Karamihan sa mga astronomo ay sumasang-ayon pa rin na wala pa ring masyadong marami o walang antimatter sa kalikasan, kung hindi, ayon sa kanilang pagtatalo, magkakaroon ng maraming lugar sa Uniberso kung saan ang ordinaryong bagay at antimatter ay nagbabanggaan sa isa't isa, na sasamahan ng malakas na daloy ng gamma. sinag na dulot ng kanilang pagkalipol. Ang Annihilation ay ang magkaparehong paglipol ng mga particle ng matter at antimatter, na sinamahan ng paglabas ng enerhiya. Gayunpaman, walang nasabing mga rehiyon ang natagpuan.
Ang isa sa mga posibleng hypotheses para sa pinagmulan ng antimatter ay nauugnay sa big bang theory. Sinasabi ng teoryang ito na ang lahat sa atin ay lumitaw bilang resulta ng pagpapalawak ng isang tiyak na punto sa kalawakan. Pagkatapos ng pagsabog, isang pantay na dami ng bagay at antimatter ang lumitaw. Agad na nagsimula ang proseso ng kanilang kapwa pagkasira. Gayunpaman, sa ilang kadahilanan, nagkaroon ng kaunti pang bagay, na nagpapahintulot sa Uniberso na mabuo sa anyo na nakasanayan na natin.
Dahil sa kakulangan ng kakayahang pag-aralan ang mga katangian ng antimatter, ang mga siyentipiko ay gumagamit ng mga artipisyal na pamamaraan para sa pagbuo ng antimatter. Upang makuha ito, ginagamit ang mga espesyal na pang-agham na aparato - mga particle accelerator, kung saan ang mga atomo ng bagay ay pinabilis sa halos bilis ng liwanag (300,000 km / s). Ang pagbangga, ang ilang mga particle ay nawasak, na nagreresulta sa pagbuo ng mga antiparticle, kung saan maaaring makuha ang antimatter. Ang isang mahirap na problema ay ang pag-iimbak ng antimatter, dahil, sa pakikipag-ugnay sa ordinaryong bagay, ang antimatter ay nawasak. Upang gawin ito, ang mga nagresultang particle ng antimatter ay inilalagay sa isang vacuum at sa, na nagpapanatili sa kanila sa limbo at hindi pinapayagan silang hawakan ang mga dingding ng imbakan.
Sa kabila ng pagiging kumplikado ng pagkuha at pag-aaral ng antimatter, maaari itong magbigay ng maraming benepisyo para sa ating buhay. Ang lahat ng mga ito ay batay sa katotohanan na kapag ang antimatter ay nakikipag-ugnayan sa bagay, isang malaking halaga ng enerhiya ang inilabas. Bukod dito, ang ratio ng inilabas na enerhiya sa masa ng sangkap na kasangkot ay hindi nahihigitan ng anumang uri o paputok. Bilang resulta ng paglipol, walang mga by-product, puro enerhiya lamang. Samakatuwid, nangangarap na ang mga siyentipiko tungkol sa aplikasyon nito. Halimbawa, tungkol sa antimatter na may walang katapusang mapagkukunan. Ang mga sasakyang pangkalawakan na may mga makina ng annihilator ay magagawang lumipad ng libu-libong light years sa halos bilis ng liwanag. Bibigyan nito ang militar ng pagkakataon na lumikha ng isang malaking kapangyarihan, mas mapanira kaysa nuclear o hydrogen. Gayunpaman, ang lahat ng mga pangarap na ito ay hindi magkakatotoo hanggang sa makagawa tayo ng murang antimatter sa isang pang-industriyang sukat.
Ayon sa modernong mga konsepto, ang mga puwersa na tumutukoy sa istraktura ng bagay (malakas na pakikipag-ugnayan na bumubuo ng nuclei, at electromagnetic na pakikipag-ugnayan na bumubuo ng mga atomo at molekula) ay eksaktong pareho (simetriko) para sa parehong mga particle at antiparticle. Nangangahulugan ito na ang istraktura ng antimatter ay dapat na magkapareho sa ordinaryong bagay.
Ang mga katangian ng antimatter ay ganap na nag-tutugma sa mga katangian ng ordinaryong bagay na tinitingnan sa pamamagitan ng salamin (ang specularity ay lumitaw dahil sa parity nonconservation sa mahina na pakikipag-ugnayan).
Noong Nobyembre 2015, isang grupo ng mga Ruso at dayuhang physicist sa American collider RHIC ang eksperimento na pinatunayan ang pagkakakilanlan ng istraktura ng bagay at antimatter sa pamamagitan ng tumpak na pagsukat ng mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga antiproton, na naging hindi makilala mula sa mga ordinaryong proton sa paggalang na ito.
Kapag nag-interact ang matter at antimatter, nalipol ang mga ito, at nabubuo ang high-energy photon o particle-antiparticle pares. Ang pakikipag-ugnayan ng 1 kg ng antimatter at 1 kg ng bagay ay maglalabas ng humigit-kumulang 1.8 10 17 joules ng enerhiya, na katumbas ng enerhiya na inilabas sa panahon ng pagsabog ng 42.96 megatons ng TNT. Ang pinaka-makapangyarihang nuclear device na sumabog sa planeta, "Tsar bomb": isang mass na 26.5 tonelada, sa panahon ng pagsabog ay naglabas ng enerhiya na katumbas ng ~ 57-58.6 megatons. Ang limitasyon ng Teller para sa mga sandatang thermonuclear ay nagpapahiwatig na ang pinakamabisang ani ng enerhiya ay hindi lalampas sa 6 kt/kg ng mass ng device. Dapat pansinin na ang tungkol sa 50% ng enerhiya sa panahon ng paglipol ng isang pares ng nucleon-antinucleon ay inilabas sa anyo ng mga neutrino, na halos hindi nakikipag-ugnayan sa bagay.
Napakaraming talakayan tungkol sa kung bakit ang nakikitang bahagi ng Uniberso ay halos binubuo lamang ng bagay, at kung may iba pang mga lugar na puno, sa kabaligtaran, halos ganap na may antimatter; ngunit hanggang ngayon, ang naobserbahang kawalaan ng simetrya ng matter at antimatter sa uniberso ay isa sa pinakamalaking hindi nalutas na problema sa physics (tingnan ang Baryon asymmetry ng uniberso). Ipinapalagay na ang gayong malakas na kawalaan ng simetrya ay lumitaw sa mga unang bahagi ng isang segundo pagkatapos ng Big Bang.
Resibo
Ang unang bagay na ganap na binubuo ng mga antiparticle ay ang anti-deuteron na na-synthesize noong 1965; pagkatapos ay nakuha din ang mas mabibigat na antinuclei. Noong 1995, isang antihydrogen atom ang na-synthesize sa CERN, na binubuo ng isang positron at isang antiproton. Sa mga nagdaang taon, ang antihydrogen ay nakuha sa makabuluhang dami at ang isang detalyadong pag-aaral ng mga katangian nito ay nagsimula.
Noong 2013, isinagawa ang mga eksperimento sa isang pilot plant na binuo batay sa ALPHA vacuum trap. Sinukat ng mga siyentipiko ang paggalaw ng mga molekula ng antimatter sa ilalim ng impluwensya ng gravitational field ng Earth. At kahit na ang mga resulta ay naging hindi tumpak, at ang mga sukat ay may mababang istatistikal na kahalagahan, ang mga physicist ay nasiyahan sa mga unang eksperimento sa direktang pagsukat ng antimatter gravity.
Presyo
Ang antimatter ay kilala bilang ang pinakamahal na substance sa Earth—isang pagtatantya ng NASA noong 2006 ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang US$25 milyon upang makagawa ng isang milligram ng mga positron. Ang isang gramo ng antihydrogen ay nagkakahalaga ng $62.5 trilyon, ayon sa isang pagtatantya noong 1999. Ayon sa isang pagtatantya ng CERN noong 2001, ang produksyon ng isang bilyong bahagi ng isang gramo ng antimatter (ang dami na ginamit ng CERN sa mga banggaan ng particle-antiparticle sa loob ng sampung taon) ay nagkakahalaga ng ilang daang milyong Swiss franc.
Tingnan din
Sumulat ng pagsusuri sa artikulong "Antimatter"
Mga Tala
Mga link
- - 2011
- Pakhlov, Pavel.. postnauka.ru (23.05.2014).
- Pakhlov, Pavel.. postnauka.ru (6.03.2014).
Panitikan
- Vlasov N. A. Antimatter. - M .: Atomizdat, 1966. - 184 p.
- Yu. M. Shirokov, N. P. Yudin Nuclear physics. - M .: Nauka, 1972. - 670 p.
Isang sipi na nagpapakilala sa Antimatter
At upang patunayan ang hindi mapag-aalinlanganan ng argumentong ito, ang lahat ay tumakas mula sa mukha.Nagtatanong na tumingin si Prinsipe Andrei sa kanyang kausap at hindi sumagot.
- Bakit ka pupunta? Alam kong sa tingin mo ay tungkulin mong tumalon sa hukbo ngayong nasa panganib ang hukbo. Naiintindihan ko ito, mon cher, c "est de l" heroisme. [mahal ko, ito ay kabayanihan.]
"Hindi naman," sabi ni Prinsipe Andrei.
- Ngunit ikaw ay un philoSophiee, [pilosopo,] maging ganap, tingnan ang mga bagay mula sa kabilang panig, at makikita mo na ang iyong tungkulin, sa kabaligtaran, ay pangalagaan ang iyong sarili. Ipaubaya ito sa iba na hindi na makabubuti sa anumang bagay ... Hindi ka inutusang bumalik, at hindi ka pinalaya dito; samakatuwid, maaari kang manatili at sumama sa amin kung saan man kami dalhin ng aming kapus-palad na kapalaran. Pupunta daw sila sa Olmutz. At ang Olmutz ay isang napakagandang lungsod. At ikaw at ako ay mahinahong sasakay sa aking andador.
"Tumigil ka sa pagbibiro, Bilibin," sabi ni Bolkonsky.
“Sinasabi ko sa iyo nang taos-puso at sa paraang palakaibigan. Hukom. Saan at para saan ka pupunta ngayong maaari kang manatili dito? Isa sa dalawang bagay ang naghihintay sa iyo (nakolekta niya ang balat sa kanyang kaliwang templo): alinman sa hindi mo maabot ang hukbo at ang kapayapaan ay matatapos, o ang pagkatalo at kahihiyan sa buong hukbo ng Kutuzov.
At lumuwag si Bilibin sa kanyang balat, pakiramdam na ang kanyang dilemma ay hindi masasagot.
"Hindi ko ito mahuhusgahan," malamig na sabi ni Prinsipe Andrei, ngunit naisip: "Pupunta ako upang iligtas ang hukbo."
- Mon cher, vous etes un heros, [Aking mahal, ikaw ay isang bayani,] - sabi ni Bilibin.
Nang gabi ring iyon, yumuko sa Ministro ng Digmaan, nagpunta si Bolkonsky sa hukbo, hindi alam kung saan niya ito mahahanap, at natatakot na maharang ng mga Pranses sa daan patungo sa Krems.
Sa Brunn, ang buong populasyon ng korte ay nag-impake, at ang mga pasanin ay naipadala na sa Olmutz. Malapit sa Etzelsdorf, sumakay si Prinsipe Andrei papunta sa kalsada kung saan ang hukbo ng Russia ay gumagalaw nang may pinakamabilis at sa pinakamalaking kaguluhan. Ang kalsada ay napakasikip ng mga bagon kaya imposibleng sumakay sa isang karwahe. Ang pagkuha ng isang kabayo at isang Cossack mula sa pinuno ng Cossack, si Prinsipe Andrey, gutom at pagod, na naabutan ang mga kariton, ay nagpunta upang hanapin ang pinuno ng komandante at ang kanyang kariton. Ang pinaka-nakakatakot na alingawngaw tungkol sa estado ng hukbo ay nakarating sa kanya sa daan, at ang paningin ng hukbo na tumatakbo sa kaguluhan ay nakumpirma ang mga alingawngaw na ito.
"Cette armee russe que l" o de l "Angleterre a transportee, des extremites de l" univers, nous allons lui faire eprouver le meme sort (le sort de l "armee d" Ulm)", ["Itong hukbong Ruso, na Ang gintong Ingles na dinala dito mula sa dulo ng mundo, ay makakaranas ng parehong kapalaran (ang kapalaran ng hukbo ng Ulm). nagulat siya sa bayani ng henyo, isang pakiramdam ng nasaktang pagmamataas at ang pag-asa ng kaluwalhatian." At kung wala nang matitira kundi ang mamatay?
Si Prince Andrei ay tumingin nang may paghamak sa walang katapusang, nakakasagabal na mga koponan, bagon, parke, artilerya, at muli mga bagon, bagon at bagon ng lahat ng posibleng uri, na nag-aabutan sa isa't isa at humaharang sa maputik na kalsada sa tatlo, apat na hanay. Mula sa lahat ng panig, sa likod at sa harap, hanggang sa marinig ng tainga, ang mga tunog ng mga gulong, ang dagundong ng mga katawan, mga kariton at mga karwahe ng baril, ang mga kalansing ng mga kabayo, mga hampas ng latigo, mga sigaw ng pag-uudyok, mga sumpa ng mga kawal, narinig ang mga batmen at mga opisyal. Sa mga gilid ng kalsada, makikita ang walang humpay na pagkahulog ng mga kabayo, balat at hindi balat, ngayon ay mga sirang bagon, kung saan, naghihintay ng isang bagay, nag-iisang mga sundalo ang nakaupo, pagkatapos ay mga sundalo na humiwalay sa mga koponan, na patungo sa mga pulutong sa mga kalapit na nayon. o pagkaladkad ng mga manok, tupa, dayami o dayami mula sa mga nayon.mga bag na may laman.
Sa pagbaba at pag-akyat, ang mga tao ay naging mas makapal, at mayroong patuloy na daing ng mga iyak. Ang mga sundalo, na lumubog hanggang tuhod sa putik, ay nagbitbit ng mga baril at bagon sa kanilang mga bisig; pinalo ang mga latigo, nadulas ang mga kuko, pumutok ang mga bakas at sumambulat ang mga dibdib sa hiyawan. Ang mga opisyal na namamahala sa kilusan, pasulong man o paatras, ay dumaan sa pagitan ng mga convoy. Bahagyang naririnig ang kanilang mga boses sa gitna ng pangkalahatang dagundong, at halata sa kanilang mga mukha na sila ay nawalan ng pag-asa sa posibilidad na matigil ang kaguluhang ito. “Voila le cher [‘Narito ang isang mamahaling] hukbong Ortodokso,’ naisip ni Bolkonsky, na naalala ang mga salita ni Bilibin.
Gusto niyang tanungin ang isa sa mga taong ito kung nasaan ang commander-in-chief, sumakay siya sa bagon train. Direktang tapat sa kanya ay sumakay ng kakaibang karwahe na may isang kabayo, na tila inayos ng mga gawang bahay na sundalo, na kumakatawan sa gitna sa pagitan ng isang kariton, isang karwahe at isang karwahe. Isang sundalo ang sumakay sa karwahe at isang babae ang nakaupo sa ilalim ng isang leather na pang-itaas sa likod ng apron, lahat ay nakabalot sa scarves. Sumakay si Prinsipe Andrei at nagtanong na sa sundalo, nang ang kanyang atensyon ay nakuha ng desperadong sigaw ng isang babaeng nakaupo sa isang kariton. Ang opisyal na namamahala sa convoy ay binugbog ang sundalo, na nakaupo bilang isang kutsero sa karwahe na ito, dahil gusto niyang umikot sa iba, at ang latigo ay nahulog sa tapis ng karwahe. Malakas na sigaw ng babae. Nang makita si Prinsipe Andrei, yumuko siya mula sa ilalim ng kanyang apron at, iwinagayway ang kanyang manipis na mga kamay na lumabas mula sa ilalim ng isang scarf na karpet, sumigaw:
- Adjutant! Mr. Adjutant!... For God's sake... protect... Ano kaya? nahuhuli na tayo, nawalan tayo ng sariling...
- Sisirain ko ito sa isang cake, balutin ito! ang galit na opisyal ay sumigaw sa sundalo, "bumalik ka kasama ang iyong patutot."
- Mr. Adjutant, protektahan. Ano ito? sigaw ng doktor.
- Mangyaring laktawan ang karwahe na ito. Hindi mo ba nakikita na babae ito? - sabi ni Prinsipe Andrei, nagmamaneho papunta sa opisyal.
Sinulyapan siya ng opisyal at, nang hindi sumasagot, ay bumalik sa kawal: "Iikot ko sila... Bumalik ka!"...
"Hayaan mo ako, sinasabi ko sa iyo," ulit ni Prinsipe Andrei, na kinagat ang kanyang mga labi.
- At sino ka? biglang lumingon sa kanya ang opisyal na may lasing na galit. - Sino ka? Ikaw (lalo na siyang nagpahinga sa iyo) ang amo, o ano? Ako ang boss dito, hindi ikaw. Ikaw, bumalik, - paulit-ulit niya, - Ako ay babasagin sa isang cake.
Ang ekspresyong ito ay tila nasiyahan sa opisyal.
- Mahalagang nag-ahit ang adjutant, - isang boses ang narinig mula sa likuran.
Nakita ni Prinsipe Andrei na ang opisyal ay nasa lasing na iyon ng walang dahilan na galit, kung saan hindi naaalala ng mga tao ang kanilang sinasabi. Nakita niya na ang kanyang pamamagitan para sa asawa ng doktor sa kariton ay puno ng pinakakinatatakutan niya sa mundo, ang tinatawag na panlilibak [nakakatawa], ngunit iba ang sinabi ng kanyang instinct. Bago ang opisyal ay nagkaroon ng oras upang tapusin ang kanyang mga huling salita, si Prinsipe Andrei, na may mukha na pumangit dahil sa rabies, ay sumakay sa kanya at itinaas ang kanyang latigo:
- Palayain mo ako sa iyong kalooban!
Kinawayan ng opisyal ang kanyang kamay at nagmamadaling umalis.