Antimaterie var en av de mest spennende fysikk funn av det 20. århundre. Plukket opp av forfattere som Dan Brown, mange folk tenker på det som en «ute» teoretisk idé – uvitende om at det faktisk blir produsert hver dag. Hva er mer, forskning på antimaterie er faktisk hjelper oss til å forstå hvordan universet fungerer.
Antimaterie er et materiale som består av såkalte antiparticles. Det antas at hver partikkel vet vi har en antimaterie ledsager som er nesten identisk med seg selv, men med motsatt ladning., For eksempel, et elektron har en negativ ladning. Men antiparticle, kalles et positron, har samme masse, men en positiv ladning. Når en partikkel og dens antiparticle møte, de tilintetgjøre hverandre – forsvant i en eksplosjon av lys.
Slike partikler var først spådd av Britiske fysikeren Paul Dirac når han prøvde å kombinere de to gode ideer av tidlig moderne fysikk: relativitetsteorien og kvantemekanikken. Tidligere forskere ble forvirret av at det syntes å forutsi at partikler kan ha energier lavere enn da de var på «resten» (dvs ganske mye å gjøre ingenting)., Dette virket umulig på den tiden, så det betydde at energi kan være negative.
Dirac, men aksepterte at ligningene ble fortalt ham at partiklene er virkelig å fylle en hel «havet» av disse lavere energier – et hav som hadde så langt vært usynlig for fysikere som de var bare ute «over overflaten». Han så for seg at alle de «normale» energi nivåer som finnes regnskapsføres etter «normal» partikler., Imidlertid, når en partikkel hopper opp fra et lavere energi tilstand, det ser ut som en vanlig partikkel, men etterlater et «hull», som viser seg for oss som en fremmed, speil-bilde partikkel – antimaterie.
til Tross for innledende skepsis, eksempler på disse partikkel-antiparticle parene ble snart funnet. For eksempel, de er produsert når de kosmiske strålene som treffer Jordens atmosfære. Det er også bevis for at energien i tordenvær produserer anti-elektroner, kalles positrons., Disse produseres også i noen radioaktivt henfall, en prosess som brukes i mange sykehus i Positron Emisjon Tomografi (PET) skannere, som tillater presis bildebehandling i menneskelige organer. I dag, eksperimenter på Large Hadron Collider (LHC) kan produsere materie og antimaterie, også.
Materie-antimaterie mysteriet
Fysikk spår at materie og antimaterie må være opprettet i nesten like mengder, og at dette ville ha vært tilfelle under Big Bang., Hva er mer, det er spådd at lovene i fysikk bør være den samme hvis en partikkel er interchanged med sin antiparticle – et forhold som er kjent som CP-symmetri. Imidlertid, universet vi ser ikke ut til å adlyde disse reglene. Det er nesten utelukkende laget av materie, så der fikk alle antimaterie gå? Det er en av de største mysteriene i fysikk til dags dato.
Eksperimenter har vist at noen radioaktive forfall prosesser ikke produsere like mye antiparticles og partikler. Men det er ikke nok til å forklare forskjellen mellom mengder materie og antimaterie i universet. Følgelig, fysikere som meg selv ved LHC, på ATLAS, CMS og LHCb, og andre som gjør eksperimenter med neutrinos som T2K i Japan, er på utkikk etter andre prosesser som kan forklare puslespill.,
Andre grupper av fysikere som Alfa Samarbeid på CERN jobber på et mye lavere energier for å se om egenskaper av antimaterie virkelig er speil av deres rolle partnere. Deres nyeste resultatene viser at en anti-hydrogenatom (som består av en anti-proton og et anti-elektron, eller positron) er elektrisk nøytrale med en nøyaktighet på mindre enn en milliarddel av ladningen til et elektron., Kombinert med andre målinger, dette innebærer at positron er like stor og motsatt rettet til lading av elektronet til bedre enn en del i en milliard – som bekrefter hva som er forventet av antimaterie.
Imidlertid svært mange mysterier igjen. Forsøk er også undersøke om tyngdekraften påvirker antimaterie på samme måte som det påvirker saken. Hvis disse eksakte symmetrier er vist å være brutt, vil det kreve en grunnleggende revisjon av våre ideer om fysikk, som ikke bare partikkelfysikk, men også vår forståelse av tyngdekraften og relativitetsteori.,
På denne måten, antimaterie eksperimenter er å tillate oss å sette vår forståelse av de grunnleggende mekanismene i universet til nye og spennende tester. Hvem vet hva vi vil finne?
Legg igjen en kommentar