Antimatteri oli 1900-luvun jännittävimpiä fysiikan löytöjä. Dan Brownin kaltaiset fiktiokirjailijat pitävät sitä” Out there ” – teoreettisena ideana – tietämättömänä siitä, että sitä todella tuotetaan joka päivä. Lisäksi antimaterian tutkimus auttaa meitä ymmärtämään, miten maailmankaikkeus toimii.
antimateria on niin sanotuista antipartikoista koostuva materiaali. Uskotaan, että jokainen hiukkanen tiedämme on antimateria-kumppani, joka on lähes identtinen, mutta päinvastainen maksu., Esimerkiksi elektronilla on negatiivinen varaus. Mutta sen antiparticle, kutsutaan positron, on sama massa, mutta positiivinen varaus. Kun hiukkanen ja sen antiparticle kohtaavat, ne tuhoavat toisensa-katoavat valopurkauksessa.
tällaiset hiukkaset ennusti ensimmäisenä brittiläinen fyysikko Paul Dirac, kun hän yritti yhdistää varhaisen modernin fysiikan kaksi suurta ideaa: suhteellisuusteorian ja kvanttimekaniikan. Aiemmin tutkijat olivat ihmeissään siitä, että se tuntui ennustaa, että hiukkaset voisivat olla energiat pienempi kuin silloin, kun he olivat ”muu” (eli melko paljon tehdä mitään)., Tämä tuntui tuolloin mahdottomalta, sillä se tarkoitti sitä, että energiat voivat olla negatiivisia.
Dirac, kuitenkin hyväksytty, että yhtälöt kertoivat hänelle, että hiukkaset ovat todella täyttö koko ”meri” nämä matalammat energiat – meri, joka oli tähän asti ollut näkymätön fyysikot, koska ne olivat vain ”pinnan yläpuolella”. Hän visioi, että kaikki olemassa olevat” normaalit ” energiatasot ovat ”normaaleja” hiukkasia., Kuitenkin, kun hiukkanen hyppää ylös vähemmän energiaa tilassa, se näkyy tavallisena hiukkanen mutta lehdet ”reikä”, joka näyttää meistä oudolta, peili-kuva hiukkanen – antimateria.
alustavasta skeptisismistä huolimatta esimerkkejä näistä hiukkas-antipareista löytyi pian. Niitä syntyy esimerkiksi silloin, kun kosmiset säteet osuvat maan ilmakehään. On jopa todisteita siitä, että ukkosmyrskyjen energia tuottaa antielektroneja, joita kutsutaan positroneiksi., Nämä ovat myös tuotettu jonkin verran radioaktiivisia hajoaa, prosessi, jota käytetään monissa sairaaloissa positroniemissiotomografia (PET) skannerit, joka mahdollistaa tarkan kuvantamisen sisällä ihmisen ruumiit. Nykyään, kokeiluja Large Hadron Collider (LHC) voi tuottaa materiaa ja antimateriaa, liian.
Materia-antimateria-mysteeri
Fysiikka ennustaa, että materia ja antimateria on luotu lähes yhtä paljon, ja että tämä olisi ollut tapauksen aikana Big Bang., Mitä enemmän, se on ennustettu, että fysiikan lait pitäisi olla sama, jos hiukkanen on vaihdettavissa sen antiparticle – suhde tunnetaan CP symmetria. Universumi, jonka näemme, ei kuitenkaan tunnu noudattavan näitä sääntöjä. Se on lähes kokonaan tehty aineesta, joten mihin antimateriat menivät? Se on yksi fysiikan suurimmista mysteereistä tähän mennessä.
Kokeet ovat osoittaneet, että jotkut radioaktiivisen hajoamisen prosessit eivät tuota yhtä paljon antiparticles ja hiukkasia. Mutta se ei riitä selittämään, miten paljon ainetta ja antimateriaa on maailmankaikkeudessa. Näin ollen, fyysikot, kuten minä, LHC, on ATLAS, CMS ja LHCb, ja muut tekevät kokeiluja neutriinot, kuten T2K Japanissa, etsivät muita prosesseja, jotka voivat selittää palapeli.,
Muut ryhmät fyysikot, kuten Alfa-Yhteistyö CERNISSÄ työskentelevät paljon alhaisemmat energiat nähdä, jos ominaisuudet antimateria todella ovat peili niiden väliä kumppaneita. Heidän uusimmat tulokset osoittavat, että anti-vety-atomin (koostuu anti-protoni ja anti-elektroni tai positroni) on sähköisesti neutraali tarkkuudella vähemmän kuin yksi miljardisosa vastaa elektronin., Yhdistettynä muihin mittauksiin, tämä tarkoittaa, että positron on yhtä ja päinvastainen vastaa elektronin parempi kuin yksi osa miljardin vahvistaa, mitä on odotettavissa, että antimateriaa.
kuitenkin jäljellä on paljon mysteereitä. Kokeissa selvitetään myös, vaikuttaako painovoima antimateriaan samalla tavalla kuin se vaikuttaa aineeseen. Jos näiden täsmällisten symmetrioiden osoitetaan olevan rikki, se vaatii fysiikkaa koskevien ideoidemme perusteellista tarkistamista, mikä vaikuttaa hiukkasfysiikan lisäksi myös ymmärrykseemme painovoimasta ja suhteellisuusteoriasta.,
tällä tavalla antimateriakokeet antavat meille mahdollisuuden laittaa ymmärryksemme maailmankaikkeuden perustoiminnoista uusiin ja jännittäviin testeihin. Kuka tietää, mitä löydämme?
Vastaa