g u t x .com.tr İpek yolu - Çin'i anlamaya götürürüm

Gizemli bir madde olan antimadde, fizikçiler tarafından uzun yıllardır aranıyor Nerede?

Antimadde sıradan madde ile aynıdır, ancak bazı açılardan simetriktir, tıpkı bir kişinin sol ve sağ elleri gibi. Her antiparçacık, karşılık gelen sıradan parçacığıyla aynı kütleye sahiptir, ancak bazı açılardan özellikleri tam tersidir. Örneğin, bir proton, pozitif yüklü bir baryon iken, bir antiproton, negatif yüklü bir anti-baryondur. Sayının artı veya eksi ile ilgisi yoktur, tıpkı bir kişinin sol eli ve sağ eli gibi, önemli olan, yüklü özelliklerinin zıt olmasıdır.

Diyagram: Bir hidrojen atomu, pozitif yüklü bir proton ve negatif yüklü bir elektrondan oluşur.Pozitif ve negatif yüklerin karşılıklı olarak çekilmesi nedeniyle, hidrojen atomunun yapısı kararlıdır. Aynı nedenle antihidrojen atomlarının yapısı da oldukça kararlıdır.

Antimadde, sıradan maddeyle neredeyse aynıdır. Fotonlar (karşılık gelen antiparçacıklar olmadan) diğer maddelerle aynı şekilde etkileştiklerinden, beta bozunması dışında "görme" ile ayırt edilemezler. Beta bozunması sürecinde, nötron "Güney Kutbu" ndan bir elektron yayar ve antinötron, "Kuzey Kutbu" ndan bir pozitron yayar. Bu fark, sol ve sağ ellerimizin birbirine simetrik olması gibi, şaşırtıcı bir şey değil.

Resim: Sol: sıradan maddeden oluşan bir çiçek; sağ: antimaddeden oluşan bir çiçeğin sanatsal bir hayal gücü.

Bu nedenle, evrendeki yıldızlara ve galaksilere baktığımızda, onların sıradan maddeden mi yoksa antimaddeden mi yapıldığını söyleyemeyiz. Karşımadde yıldızları, sıradan yıldızlarla aynı hareket ve yörüngeye sahiptir ve ayrıca ışık yayarlar. Tıpkı elektrik yükünün pozitif ve negatif işaretleri gibi ya da sol ve sağ elini kullanan insanlar gibi, karşılaştırma için bir araya getirilmedikçe onları ayırt etmek zordur.

Bunu yapmak istiyorsanız, çok dikkatli olmalısınız, çünkü sıradan parçacıklar antiparçacıklarıyla etkileşime girdiğinde, yok ederler ve çok fazla enerji açığa çıkarırlar (genellikle ışık biçiminde). 1kg antimadde alırsanız, vücudunuzdaki 1kg sıradan maddeyi yok edecek ve tarihteki en büyük nükleer patlamaya eşdeğer enerji açığa çıkaracaktır.

Örnek: Çar'ın hidrojen bombasının 100 mil mesafeden fotoğraflanan patlaması, bu 2 kg maddenin gücü anında enerjiye dönüştürülüyor.

Bir maddede (herhangi bir tür) tam olarak ne kadar enerji depolandığını bilmek için, sadece kütle-enerji formülünü kullanın: E = mc ^ 2. Bu formülü kullandığınızda, standart birimleri (kütle: kg, ışık hızı: m / s, enerji: J) kullandığınızdan emin olun, böylece birim dönüştürme işlemine gerek yoktur. Bu formüle göre, 2 kg malzemenin enerjisi E = (2 kg) (3 × 10 ^ 8 m / s) ^ 2 = 1.8 × 10 ^ 17 J

Sıradan madde ve antimadde karşılaştıklarında, genellikle çarpışırlar. Bir nesnenin sıradan maddeden mi yoksa antimaddeden mi oluştuğunu gözlemle söyleyemeyiz.Ancak, bulutsuların ve antimadde bulutsularının çarpışması ve yok olması uçsuz bucaksız evrende yaygın olmadığı için, evrende (en azından bilinen) Evrende gözlemleyebildiğimiz neredeyse tüm maddeler sıradan maddeden yapılmıştır. Evrenimiz antimaddeye dost değil.

Öyleyse neden antimaddenin varlığını varsayıyoruz? İlk olarak, görelilik teorisini (uzay-zamanın temel teorisi) bulmak için Schrodinger denklemini (parçacık hareketini tanımlamanın harika bir yolu) yeniden yazdığınızda, denklemin iki çözümü olduğunu göreceksiniz, bu nedenle çoğu parçacık sol ve sağ İki form (sıradan madde ve antimadde); ikincisi ve en önemlisi, antimadde yaratabiliriz.

Parçacık hızlandırıcıda olduğu gibi yüksek enerjili bir durumda, yeni parçacıklar rastgele üretilebilir. Ve bu yeni parçacıklar her zaman çiftler halinde üretilir, örneğin her proton üretildiğinde bir antiproton da üretilir. Doğru olan, üretilen protonun pozitif bir yüke sahip olması ve manyetik bir alanda elektromanyetik kuvvete maruz kalabilmesi, antiproton ise negatif bir yüke sahip olması ve manyetik alandaki protona zıt elektromanyetik kuvvete maruz kalabilmesi, böylece iki hareket yönünün zıt olmasıdır. . Bu nedenle, büyük bir bilgelik ve dikkatli deneysel tasarımla, bilim adamları tek seferde 100 milyon antiparçacık toplamak için parçacık hızlandırıcıları (oluşturma) ve parçacık azaltıcıları (yavaşlama ve depolama) kullanabilir.

Antimadde ile ilgili olarak, onu bir silah haline getirme konusunda son zamanlarda saçma bir fikir olduğunu belirtmekte fayda var. Parçacık hızlandırıcıyı çalıştırmak için küçük bir kasabanın elektriğini kullanarak yüz milyonlarca antiproton ürettiğinizi hayal edin. Üretilen yıkıcı güç yağmur damlasının yere "çarpmasına" eşdeğerdir. Tuğlaları doğrudan düşmana atmak daha iyidir.

Tanık olabileceğimiz en enerjik parçacık etkileşimleri üst atmosferde gerçekleşir ve bu sahneyi görmek sabır gerektirir. Evrenin derin uzayından "Tanrı parçacıkları" tarafından taşınan enerji, CERN'in parçacık hızlandırıcısında üretilen parçacıkların enerjisinin 9 * 10 ^ 7 katıdır. Bununla birlikte, bu tür ultra yüksek enerjili parçacıkları yalnızca birkaç ayda bir onlarca kilometre uzaklıktan gözlemleyebiliriz. Bu nedenle, parçacık çarpışmalarını doğru zamanda yakından gözlemlemek için CERN kurmak için çaba sarf ettik.

Üst atmosferdeki bir çarpışma hem madde hem de antimadde üretecek ve çarpışma ürünlerinden bazıları dünyanın manyetik alanının Van Allen radyasyon kuşağı tarafından yakalanacak. Orada birkaç nanogram antimadde var. Yeterince kararlı bir manyetik alana sahip her gezegen ve yıldızın çok az miktarda antimadde içerdiği görülebilir. Doğal olarak oluşan antimadde arıyorsanız, bu yerlere gidebilirsiniz.

Ama eğer antimadde ve sıradan madde her zaman çiftler halinde üretiliyorsa ve aralarında önemli bir fark yoksa, o zaman neden evrendeki tüm maddeler sıradan maddedir? kimse bilmiyor. Bu heyecan verici ve çözülmemiş bir gizem mi? Şu anda baryon asimetrisi sorunu hala çözülmemiş bir sorundur.İnsanlar bu sorunun cevabını bulmak için çok çaba sarf etseler de sonuç alınamamıştır.