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

Antimadde tam olarak nedir? Antimaddeyi nasıl incelemeliyiz? Neden bizi mahvetmedi

Kulağa bilim kurgu gibi gelse de, antimadde günlük hayatımızda var. Modern tıpta yaygın olarak kullanılmaktadır. Ve mutfağınızdaki muzlar da antimadde üretebilir. (Bu noktadan daha sonra tekrar bahsedilecektir.)

Antimadde, fizikteki en büyük gizemlerden biridir. Bir antimadde parçacığı karşısındaki normal madde parçacığı ile karşılaştığında, "birlikte öldürecekler" ve büyük bir enerjiyle patlayacaklar. Büyük Patlama zamanında normal madde (yani dünyadaki her şeyi oluşturan sizin ve benim gibi şeyler) ve antimadde eşit miktarlarda yaratılmış olmalıydı. Bu düşünce tarzına göre, yardım edemeyiz ama sorarız: Bu durumda, normal madde ve antimadde birbirini götürmemeli mi? O zaman, pozitif ve negatif maddenin yok edilmesiyle üretilen enerji dalgaları ile dolu tek bir evren kaldı.

Antimadde nedir?

Madde atomlardan oluşur. Atom şemasından da görebileceğimiz gibi, atom bir çekirdek ve çekirdek etrafında dönen bazı elektronlardan oluşur ve çekirdekte daha küçük parçacıklar vardır - protonlar ve nötronlar. Hidrojen, karbon, oksijen veya diğer maddeler olsun, atomun türü çekirdekteki protonların sayısına göre belirlenir. (Hidrojenin 1 protonu, karbonun 6 protonu ve oksijenin 8 protonu vardır.) Protonların pozitif yükü vardır. Normal durumdaki bir atom, proton sayısıyla aynı sayıda elektrona sahiptir, çünkü atomun nötr kalabilmesi için onu dengelemek için elektronların negatif yüküne ihtiyaç duyar. Nötronlara gelince, adından da anlaşılacağı gibi, kendi içlerinde nötrdürler.

Bu nedenle atomlardan daha küçük parçacıklar - atomları oluşturan protonlar, nötronlar ve elektronlar yüklenebilir ve yüksek hızda dönebilirler. Yüksek hızlı dönüş, parçacığın dönüş hızı ve yönü ile ilgili olan açısal momentumunu yansıtabilir.

Şimdi genel olarak maddeyi oluşturan her parçacığın kendisiyle ilişkili bir antimadde parçacığına sahip olduğuna inanıyoruz, bu zıt yük ve dönme özellikleri dışında aynıdır. Elektronlar için, antimadde parçacığı bir pozitrondur, elektronla aynı kütleye sahiptir, ancak pozitif yüklüdür ve elektronun tersi yönde döner. Fizikçi Paul Dirac, antimaddenin varlığını ilk olarak 1928'de önerdi. Kısa süre sonra, Carl Anderson pozitronu 1932'de keşfetti. Araştırma sonuçları fizik alanında büyük bir ilerleme kaydettiği için ikisi de Nobel Fizik Ödülü'nü kazandı.

Teorik olarak Büyük Patlama sırasında normal maddeye kıyasla büyük miktarda antimadde üretildiğine inanılmasına rağmen, artık çok az antimadde görebiliyoruz. Antimadde elektronları veya pozitronlar, insan vücudunu net bir şekilde göstermek için tıbbi görüntülerde kullanılır. PET taraması yaptınız mı? "PET" deki "P", pozitron anlamına gelir.

Mutfağınızdaki muzlar da pozitron üretebilir. Duymuş olabilirsiniz: Muzlar potasyum açısından zengindir. Bir potasyum atomunun çekirdeğinde 19 proton vardır. Farklı nötron sayılarına sahip çeşitli potasyum elementleri topluca potasyum izotopları olarak adlandırılır.Proton sayıları aynı olmasına rağmen kararlılıkları oldukça farklıdır. Muzdaki potasyum elementi genellikle potasyum-40'tır. Potasyum-40'ın 21 nötron vardır ve ara sıra argona dönüşür (çekirdekte 18 proton vardır) ve bu süreçte her 75 dakikada bir pozitron salgılar. Kulağa biraz korkutucu gelebilir, ancak bu antimadde pozitronlarının yakında yok olacağını unutmayın. Vücudumuzda otomatik olarak eser miktarda antimadde üreten bu izotoplar bulunur.

Antimaddeyi nasıl inceleyebiliriz?

Antimadde kullanımını belirlemek ve nihayetinde evrenimizin neden insanların var olmasını sağlayan aşırı pozitif maddeye sahip olabileceğini açıklamak için, parçacık fizikçileri, Fransa'da gömülü gibi bir parçacık hızlandırıcısında reaksiyon yoluyla belirli bir antimadde üretebilirler. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, İsviçre sınırının yüzeyinden yaklaşık 100 metre derinlikte.

Antimadde parçacıkları yüksek hızlı çarpışmalarda üretilir, ancak onları daha iyi gözlemlemek için, fizikçiler antiproton indirgeyici adı verilen bir cihazla onları yavaşlatmalıdır.

CERN'de (Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü) ve Büyük Hadron Çarpıştırıcısının bulunduğu araştırma kurumunda, gelecekte antimadde ile ilgili birçok deney yapılacak. Parçacık fizikçileri, antiprotonların canlılar üzerindeki etkisi üzerine araştırmalar ve araştırmalar yaptı: Tümörlerle savaşmak için antimadde kullanabilir miyiz? Antihidrojen atomları hidrojen atomlarıyla karşılaştıklarında nasıl tepki verecekler? Yerçekimi, antimadde üzerinde normal madde ile aynı etkiyi yapar mı ... Antimadde araştırmasıyla ilgili olarak, CERN net bir tarihsel zaman çizelgesi sağlar ve ilgileniyorsanız ona göz atabilirsiniz.

Bir antimadde uzay aracı yapabilir miyiz?

"Star Trek" hayranları, "kurumsal" uzay aracının, kendisini ışık hızından daha hızlı ilerlemek için pozitif ve negatif maddelerin çarpışmasıyla üretilen enerjiyi kullandığını düşünebilir. Gerçekte, eski bir NASA fizikçisi tarafından başlatılan Tau Zero Vakfı gibi bazı ekipler bu itici gücün gerçekleşip gerçekleşemeyeceğini araştırıyor. Bu durumda yıldızlararası yolculuk mümkündür.

Ancak büyük bir engel maliyettir. 1999 gibi erken bir tarihte NASA, gram başına antihidrojen üretmenin maliyetinin yaklaşık 625.000 milyar ABD doları olduğunu tahmin ediyordu. CERN ayrıca deneyler yoluyla bir gram antihidrojenin milyarda biri üretmek için birkaç yüz milyon İsviçre frangı fiyat teklif etti.

Neden var olmaya devam ettiğimize ve neden pozitif ve negatif maddenin şiddetli çarpışmasında yok edilmediğimize gelince, şimdiye kadarki en iyi açıklama, evrenin başlangıcında üretilen her milyar pozitif ve negatif madde çiftinin ekstra normal bir madde parçacığı taşımasıdır. Bu parçacıklar evreni doldurur ve şimdi bildiğimiz her şeye sahibiz. Ancak, bu ilk asimetrinin nedeni hala bir muamma.