antihmota byla jedním z nejzajímavějších fyzikálních objevů 20.století. Zvedl beletrie spisovatelů, jako je Dan Brown, mnoho lidí si to jako“ venku “ teoretická myšlenka-nevědomý, že je ve skutečnosti vyrábí každý den. A co víc, výzkum antihmoty nám vlastně pomáhá pochopit, jak vesmír funguje.
antihmota je materiál složený z tzv. antičástic. Předpokládá se, že každá částice, o které víme, má společníka antihmoty, který je prakticky totožný se sebou, ale s opačným nábojem., Například elektron má záporný náboj. Ale jeho antičástice, nazývaná pozitron, má stejnou hmotnost, ale pozitivní náboj. Když se částice a její antičástice setkají, zničí se navzájem – mizí v záblesku světla.
takové částice poprvé předpověděl britský fyzik Paul Dirac, když se snažil spojit dvě skvělé myšlenky rané moderní fyziky: relativitu a kvantovou mechaniku. Dříve byli vědci ohromeni skutečností, že se zdálo, že předpovídají, že částice mohou mít energie nižší, než když byly v „klidu“ (tj., To se v té době zdálo nemožné, protože to znamenalo, že energie mohou být negativní.
Dirac, nicméně připustil, že rovnice byly mu říká, že částice jsou opravdu plnění celku „moře“ tyto nižší energie – moře, které doposud neviditelné fyziky jako oni byli jen při pohledu „nad povrchem“. Představoval si, že všechny“ normální „úrovně energie, které existují, jsou účtovány“ normálními “ částicemi., Když však částice vyskočí z nižšího energetického stavu, jeví se jako normální částice, ale zanechává „díru“, která se nám jeví jako podivný, zrcadlový obraz částice-antihmota.
navzdory počáteční skepsi byly brzy nalezeny příklady těchto párů částic a antičástic. Například se vyrábějí, když kosmické paprsky zasáhnou zemskou atmosféru. Existují dokonce důkazy, že energie v bouřkách produkuje anti-elektrony, nazývané pozitrony., Tyto jsou vyráběny také v některých radioaktivních rozpadů, postup, který se používá v mnoha nemocnicích v Pozitronové Emisní Tomografie (PET) skenery, které umožňují přesné zobrazování lidského těla. V dnešní době mohou experimenty na Large Hadron Collider (LHC) produkovat také hmotu a antihmotu.
matter-antihmota mystery
fyzika předpovídá, že hmota a antihmota musí být vytvořeny v téměř stejných množstvích, a že by tomu tak bylo během Velkého třesku., A co víc, předpokládá se, že fyzikální zákony by měly být stejné, pokud je částice zaměněna s antičásticí – vztah známý jako symetrie CP. Zdá se však, že vesmír, který vidíme, nedodržuje tato pravidla. Je téměř úplně vyroben z hmoty, takže kam šla veškerá antihmota? Je to jedna z největších záhad ve fyzice k dnešnímu dni.
Experimenty ukázaly, že některé radioaktivní rozpad procesy neprodukují stejné množství antičástic a částic. Nestačí však vysvětlit rozdíl mezi množstvím hmoty a antihmoty ve vesmíru. Proto fyzikové jako já na LHC, ATLAS, CMS a LHCb, a jiní dělají experimenty s neutriny jako T2K v Japonsku, hledají jiné postupy, které by mohly vysvětlit puzzle.,
Další skupiny fyziků, jako jsou Alfa Spolupráce v CERN pracují při mnohem nižších energiích, jestli vlastností antihmoty opravdu jsou zrcadlem jejich záležitost partnerů. Jejich poslední výsledky ukazují, že anti-atom vodíku (anti-proton a anti-elektron nebo pozitron) je elektricky neutrální s přesností menší než jedna miliardtina náboj elektronu., V kombinaci s jinými měřeními to znamená, že pozitron je stejný a opačný k náboji elektronu k lepšímu než jedna část v miliardě – což potvrzuje, co se očekává od antihmoty.
zůstává však mnoho záhad. Experimenty také zkoumají, zda gravitace ovlivňuje antihmotu stejným způsobem, jaký ovlivňuje hmotu. Pokud se ukáže, že tyto přesné symetrie jsou rozbité, bude vyžadovat zásadní revizi našich představ o fyzice, která ovlivní nejen částicovou fyziku, ale také naše chápání gravitace a relativity.,
tímto způsobem nám experimenty s antihmotou umožňují dát naše chápání základních fungování vesmíru novým a vzrušujícím testům. Kdo ví, co najdeme?
Napsat komentář