Антиматерия фото: Антиматерия — что это такое, фото

Антиматерия — что это такое, фото

Антиматерия также предмет нашей с вами реальности. Частицы антиматерии практически идентичны своим материальным партнерам, за исключением того, что переносят противоположный заряд и спин. Когда антиматерия встречает материю, они мгновенно аннигилируют в энергию. Хотя бомбы из антиматерии и корабли на основе этого же топлива пока не представляются возможными на практике, есть много фактов об антиматерии, которые вас удивят.

Самое обсуждаемое по теме Антиматерия

Когда Вселенная родилась, около 14 миллиардов лет назад, она создала материю и антиматерию, которые уничтожают друг друга при встрече. Частицы антиматерии той же массы, что и частицы материи, но их электрические заряды противоположные. Самый известный пример – это электрон (обычная отрицательно заряженная частица) и позитрон (положительно заряженная частица). Но если в самом начале существовали материя и антиматерия, то почему потом осталась только материя? Этот вопрос – одна из определяющих загадок физики. На протяжении десятилетий теоретики придумывали потенциальные решения, большинство из которых предполагали существование во Вселенной дополнительных, неизвестных частиц. Но каким бы ни был окончательный ответ, ученые считают, что сделали шаг к окончательному пониманию одной из величайших тайн Вселенной: почему она вообще существует.

Читать далее

Знаете ли вы, что самым дорогим веществом на свете является антиматерия? Согласно официальным данным NASA, один миллиграмм позитронов этого редкого вещества стоит приблизительно 25 миллионов долларов! Вместе с тем, получить антиматерию в лабораторных условиях едва ли представляется возможным по причине того, что все предпринятые ранее попытки создать уникальный источник энергии потерпели поражение. Почему? Кажется, ответ на этот вопрос может скрываться в очень распространенных и при этом загадочных частицах — нейтрино.

Читать далее

Почему мы существуем? Это, пожалуй, самый глубокий вопрос, который может показаться совершенно выходящим за рамки физики элементарных частиц. Но наш новый эксперимент на Большом адронном коллайдере ЦЕРН приблизил нас к ответу. Чтобы понять, почему мы существуем, нужно сперва отправиться на 13,8 миллиардов лет назад, во времени Большого Взрыва. Это событие произвело равное количество вещества, из которого мы состоим, и антивещества.

Читать далее

Когда мы смотрим на Вселенную, на все ее планеты и звезды, галактики и скопления, газ, пыль, плазму, мы видим всюду одни и те же сигнатуры. Мы видим линии атомной абсорбции и эмиссии, видим, что материя взаимодействует с другими формами материи, видим звездообразование и смерть звезд, столкновения, рентгеновское излучение и многое другое. Есть очевидный вопрос, который требует объяснения: почему мы видим все это? Если законы физики диктуют симметрию между материей и антиматерией, Вселенная, которую мы наблюдаем, не должна существовать.

Читать далее

Большой взрыв мог породить не только нашу Вселенную. Наша Вселенная может являться зеркальным отражением «антивселенной», время в которой течет в обратном направлении, а пространство зеркально отражено. С таким заявлением выступили канадские физики из Института теоретической физики Периметр, предложившие новую космологическую модель, в которой предполагается существование антивселенной, связанной с нашей Вселенной, что в целом поддерживает фундаментальное правило CPT-симметрии.

Читать далее

Европейская организация по ядерным исследованиям (CERN) продолжает эксперименты с использованием ускорителей частиц. На этот раз ученые хотят провести очередные исследования антиматерии. В данном случае речь идет о влиянии гравитации. Ведь если предположить, что вещество и антивещество имеют одну и ту же массу и почти одинаковые физические свойства, то и гравитация должна действовать на них одинаково. Несмотря на столь очевидные выводы, на практике они не проверялись ни разу. И именно это хотят сделать физики из CERN, проведя сразу 2 эксперимента, которые могут подтвердить (или не подтвердить) некоторые существующие теории.

Читать далее

Мы все не раз видели и читали о том, как герой какого-нибудь фантастического фильма или книги летит на космическом корабле, использующем в качестве топлива антиматерию, а затем высаживается на очередной враждебной планете, достает свой бластер с зарядами из антивещества и… Что бывает дальше – вы сами прекрасно знаете. К сожалению, реальность пока не доросла до такой космической романтики. Нет, ученые уже давно обнаружили антиматерию и даже проводят ее исследование, но единственное место, где это происходит – застенки лабораторий.

Читать далее

Ученые узнали на днях весьма интересную вещь об антиматерии. Согласно всей имеющейся на данный момент информации, антиматерия выглядит как точная зеркальная копия самой обычной материи. Но что это вообще значит?

Читать далее

Одним из наиболее интригующих открытий физики прошлого века было существование антиматерии, материала, который служит словно «зеркальным отражением» субатомных частиц — электронов, протонов и кварков — но с противоположным зарядом. Антиматерия углубила наше понимание Вселенной и законов физики, а теперь эта же идея должна объяснить нечто столь же таинственное: память.

Читать далее

«Большой Взрыв — начало Вселенной — произвел вещество и антивещество в равных количествах. Но наш нынешний мир на это не похож. Антивещество чрезвычайно редкое. Это огромная загадка, — говорит Айхон Тан, физик из Брухейвена, участвующий в анализе данных, собранных детектором STAR коллайдера релятивистских ионов (RHIC). — И хотя эта загадка была известна десятилетиями, она и по сей день остается одной из крупнейших проблем науки, возникало мало догадок на эту тему. Все, что мы узнаем о природе антивещества, может теоретически внести вклад в разрешение этой задачи».

Читать далее

Антиматерия: что это, как получают, для чего нужна

Весь мир состоит из трех частиц: электронов, протонов и нейтронов. Но у каждой есть свой антипод, при встрече с которым происходит мощный выброс энергии. Куда все они пропали, сколько стоит их вернуть и нужно ли нам это?

• Что это
• Антиматерия и материя
• Антиматерия и темная материя
• Изучение
• Как получают
• Применение

Что такое антиматерия

Антиматерия (или антивещество) — это вещество, состоящее из античастиц. Как и любое другое вещество, антивещество состоит из атомов, которые состоят в свою очередь из протонов и нейтронов (ядро атома) и электронов (внешняя оболочка атома). За тем лишь уточнением, что это антипротоны, антинейтроны и антиэлектроны. Последние, кстати, называются позитроны.

Все вышеперечисленные античастицы обладают теми же характеристиками, что и обычные частицы, но у них противоположный электрический заряд. То есть антипротоны заряжены отрицательно, в отличие от их «обыкновенных» близнецов, а позитроны заряжены положительно, что и отличает их от отрицательно заряженных электронов. Получается, что нейтрон — античастица сама себе, поскольку не имеет заряда? Нет, антинейтроны тоже есть. Дело в том, что нейтроны состоят из кварков (как и протоны), а у кварков тоже есть свои античастицы — антикварки, которые и составляют антинейтрон. Вдобавок, при встрече нейтрона и антинейтрона оба аннигилируют (превращаются), как и должна поступать пара из частицы и античастицы.

Где найти антиматерию

Античастицы образуются в ядрах активных галактик как и на ускорителях — вместе с частицами. Но сразу после этого частицы и античастицы при встрече аннигилируют. Насколько известно, антиматерия, а точнее античастицы, встречаются на Земле в трех обстоятельствах. Во-первых, они образуются в верхних слоях атмосферы под воздействием космических лучей, которые обладают (в масштабах элементарных частиц) высокой энергией и при их встрече с земными частицами происходят процессы, схожие с процессами в ускорителях заряженных частиц.

Во-вторых, античастицы образуются при разряде молнии. Грозовой разряд — это тоже своеобразный природный реактор. Образующиеся при разряде молнии гамма-кванты обладают достаточно мощной энергией для того чтобы выбить один нейтрон из атмосферного азота. Так образуется нестабильный изотоп азота 13N.

Период его полураспада составляет чуть меньше 10 минут, то есть самый активный период испускания позитрона при распаде азота-13 до углерода-13 приходится на довольно короткий срок. Именно такой, достаточно короткий по человеческим меркам, но слишком длинный по меркам элементарных частиц, период низкоэнергетического гамма-излучения наблюдали ученые из Японии. Они зафиксировали три всплеска гамма-излучения от разряда молнии, и последний, длившийся примерно минуту, показался им подозрительным — это и был сигнал аннигиляции электрон-позитронных пар.

Наконец, античастицы образуются в ускорителях, причем чаще всего как побочный продукт других экспериментов. Сейчас в научном мире наблюдение античастиц в коллайдерах уже ни у кого не вызывает ажиотаж. Загадки связаны не с тем, что античастицы есть, а с тем, почему их так мало во Вселенной, если учесть, что в ускорителях они образуются в равном с частицами соотношении?

Антиматерия и материя

Предположительно, на ранних этапах существования Вселенной симметрия между частицами и античастицами была нарушена. Преобладание частиц оценивается как 1 частица на 1 млрд пар частица-античастица. Почти все античастицы аннигилировали при встрече с частицами, поэтому мы наблюдаем их такое ничтожно малое количество.

Возможно, нарушение симметрии в ранней Вселенной как-то связано с различиями свойств таких короткоживущих частиц как К-мезоны и различиями свойств материи и антиматерии за счет существования трех поколений кварков. Возможно, это как-то связано и с очарованными мезонами — это короткоживущие частицы, которые могут переключаться между двумя состояниями: частицы и античастицы. В июне 2021 года это выяснили ученые из Оксфорда.

Как бы то ни было, весь видимый мир в теории состоит из частиц. По крайней мере, доступный нам мир — это материя. Причем из всего огромного сонма частиц, весь мир состоит всего из трех: две — это нуклоны: протон и нейтрон (нуклонами называются потому что они составляют ядро атома) и во внешней оболочке атома — электроны. Этот феномен — перекос в сторону частиц — получил название Барионная асимметрия Вселенной. Барионы — это тяжелые частицы, к которым относятся также протоны и нейтроны. Кроме того, к барионам относятся и другие тяжелые частицы, состоящие из кварков. И у каждого бариона есть антибарион, который состоит из соответствующих антикварков. Но все эти частицы обладают крайне малым сроком жизни, так что их следует оставить в стороне.

Барионная асимметрия — вопрос исключительно космологии и физики частиц. Если бы барионов и антибарионов было поровну и не было бы никакого различия свойств между материей и антиматерией, то как показал академик Андрей Сахаров в 1967 году, вся Вселенная превратилась бы в излучение — очевидно, этого не произошло. Но может быть материя и антиматерия не были «смешаны» в ранней Вселенной однородно и просто разлетелись в разные стороны — в нашем уголке преобладает материя, а где-то есть области, где антизвезды составляют антигалактики?

Теоретически это возможно, но очень маловероятно, потому что плотность ранней Вселенной была слишком велика, чтобы большие сгустки могли просто так разлететься в разные стороны предварительно не проконтактировав.

И все же антизвезды ищут. Для их обнаружения нужно зарегистрировать ядра антигелия, поскольку только антигелий может гарантировать, что образовался не под воздействием космических лучей — антипротоны и антидейтероны (ядро тяжелого изотопа водорода — дейтерия, состоит из антипротона и антинейтрона) такого гарантировать не могут. А вот ядро антигелия «собраться» случайно практически не может, так что если его зарегистрируют, значит оно прилетело к нам как продукт термоядерных реакций антизвезды.

Постнаука

В 2021 году была опубликована статья, авторы которой создали каталог из 14 кандидатов в антизвезды, проанализировав данные космического телескопа Fermi. Телескоп зарегистрировал именно ядра антигелия.

Дмитрий Казаков, доктор физико-математических наук, Объединенный институт ядерных исследований, Дубна:

«Проблема антисимметрии Вселенной по отношению материи и антиматерии действительно серьезна и давно уже обсуждается в физике высоких энергий, но ясного понимания пока нет. Это связано со свойствами взаимодействия элементарных частиц и, возможно, с новыми частицами.

При изучении спектра космических лучей как раз регистрируют позитроны и антипротоны, их гораздо меньше на общем фоне и их можно регистрировать по сигналу аннигиляции. Так, например, пытаются зарегистрировать сигнал от темной материи. Но специально античастицы не изучают, в этом нет специального интереса. Мы знаем, что все частицы имеют античастицы и у них те же самые свойства. Тут нет загадки кроме того как во Вселенной образовался перекос в сторону частиц».

Антиматерия и темная материя

Важно не путать антиматерию и темную материю. Несмотря на похожий флер таинственности вокруг обоих явлений и в определенном смысле аналогичные эпитеты, добавляющиеся к слову «материя» в названии каждого из них, это совершенно разные явления.

Темная материя получила свое название в силу того, что не вступает в электромагнитные взаимодействия, то есть не испускает свет. Но и не перекрывает его как в случае газо-пылевых туманностей. Темная материя регистрируется как присутствующая масса, которая оказывает гравитационное воздействие и влияет на движение звезд в нашей и других галактиках. То есть звезды вращаются вокруг центра галактики не так, как должны были бы исходя из видимой массы. Иными словами — либо законы Ньютона не верны в отношении макрообъектов, либо присутствует скрытая масса, которую ученые пока не в силах зарегистрировать.

Темной материи теоретически отводят около 82–85% всего вещества во Вселенной (энергия веществом не является, так что другое загадочное явление — темную энергию — мы исключаем), Оставшиеся 15–18% — это доля знакомого нам обычного вещества, то есть материи. Доля антиматерии в этой совокупности ничтожно мала — она оценивается как 10-10 (то есть одна десятимиллиардная) по отношению к материи.

Изучение антиматерии

В очень свободной и интуитивной форме антивещество предсказал Артур Шустер, он же и ввел этот термин в 1898 году. После открытия электрона Джозефом Томсоном годом ранее, Шустер посчитал, что у электрона обязательно должна быть парная частица. В своих письмах в журнал Nature он пытался убедить ученую публику в своей правоте. Но у него не было доказательств, только голая интуиция и небезупречная во многих отношениях логика, поэтому идеи Шустера никто не рассматривал всерьез, а его самого считали чудаком.

Открытие антиматерии

Более точно существование антивещества было предсказано английским физиком теоретиком швейцарского происхождения Полем Дираком — в 1928 году он вывел уравнение для описания электрона, за что получил в 1933 году Нобелевскую премию по физике (разделил ее с Эрвином Шредингером с официальной формулировкой «За открытие новых продуктивных форм атомной энергии»). Уравнение Дирака может быть решено и для частицы с отрицательным значением энергии, а значит и отрицательной массой. С математической точки зрения это возможно, но создавало бы массу проблем с соблюдением физических законов.

Значит, должна быть частица с массой электрона, но противоположным электрическим зарядом. Эта частица и была открыта в 1932 году Карлом Дэвидом Андерсоном, американским физиком-экспериментатором, за что он и был удостоен Нобелевской премии по физике в 1936 году.

Как получают антиматерию

Нередко про антиматерию говорят как о «самом дорогом веществе в мире». Якобы 1 грамм антиматерии стоит $63,5 трлн. Но это утверждение вводит в заблуждение. Дело в том, что антиматерию не продают и не покупают, да и вся произведенная при экспериментах антиматерия едва ли составит одну миллионную долю грамма. И важно заметить, что получение античастиц и составление из них атомов антивещества — две разные задачи и вторая гораздо сложнее первой.

Вероятно, ажиотаж вокруг антивещества и его поразительных энергетических свойств вызван романом Дэна Брауна «Ангелы и демоны», сюжет которого развивается вокруг похищения контейнера с антиматерией, вероятного ее взрыва, который бы уничтожил Ватикан, и приключений, связанных с попытками остановить это фатальное событие. Но не стоит путать художественный вымысел с реальностью. Количество антиматерии, созданное экспериментальным путем, ничтожно мало — счет идет даже не на микро (одна миллионная) или нано- (одна миллиардная) граммы, а на атомы. Антиатомы, если их удалось собрать из античастиц, захватываются с помощью магнитных ловушек — ведь им нельзя вступать во взаимодействие с атомами материи. С ними проводят эксперименты, изучают их свойства. Но время жизни антиатомов весьма невелико по бытовым меркам — счет идет на секунды, в редких случаях — минуты.

Так откуда взялась вполне конкретная цена на антиматерию? Если это не чистая фантазия, то цену можно вычислить следующим образом, который, вероятно и был использован. Финансирование ученым выделяется на совершенно конкретные цели, например, на изучение свойств антиводорода. За полученные результаты (которые могут быть как положительными, так и отрицательными) руководитель исследования отчитывается перед организацией, которая предоставила деньги. То есть синтез антиводорода был не сиюминутной прихотью или случайностью — это была цель работы научной группы.

Теперь, если знать сумму гранта (которая не является секретом) и количество атомов антиводорода, которое получилось в результате эксперимента, то, зная массу молекулы водорода (одна молекула водорода состоит из двух атомов), можно посчитать, сколько будет стоить 1 грамм антиводорода.

Какие бывают античастицы

Но антиводрод — не единственное антивещество, которое было экспериментально получено: также наблюдались антидейтерий (изотоп антиводорода в ядре которого есть антинейтрон), антитритий (имеет два антинейтрона), антигелий-3 и антигелий-4.

Поскольку цена рождается на стыке спроса и предложения, а в случае антиматерии нет ни того, ни другого, а есть только производство с целью научного изучения, то вести разговор о цене — профанация.

Применение антиматерии

Антиматерия в медицине

Метод исследования внутренних органов человека или животного под названием позитронно-эмиссионная томография или ПЭТ основан на испускании античастиц электронов — позитронов.

В организм пациента вводится специальное вещество, которое называется радиофармпрепарат. В нем содержится радионуклид, то есть вещество, ядро атома которого нестабильно (от лат. nucleus — ядро), обычно для этого применяются более легкие изотопы четырех элементов — углерода, азота, кислорода и фтора. У этих изотопов на один нейтрон меньше, чем у стабильного атома, и со временем — весьма непродолжительным по бытовым меркам — этот атом распадается с испусканием: протон превращается в нейтрон и испускает позитрон и электронное нейтрино. Оставим в стороне всех, кроме позитрона. Он довольно быстро «остывает» до низкоэнергетического состояния и встречается с электроном в организме пациента. Пара аннигилирует с испусканием двух гамма-квантов, которые летят в противоположных направлениях. Расположенные вокруг пациента детекторы регистрируют эти кванты, и поскольку те летят по одной прямой, оказывается очень нетрудно вычислить то место, откуда они отправились.

При ПЭТ-сканировании предпочитают использовать радиоактивный изотоп Фтор-18, потому что у него довольно продолжительный период полураспада (то есть время за которое половина атомов фтора-18 превратятся в кислород) — 109,8 минут и сравнительно низкая дозовая нагрузка на пациента: образующиеся при аннигиляции гамма-кванты отнюдь не безвредны.

Например, при диагностировании рака пациенту дают небольшое количество глюкозы (фтордезоксиглюкозы — FDG), в которой содержится радионуклид. Поскольку раковые клетки бесконтрольно делятся и нуждаются для этого в энергии, они поглощают глюкозу в больших количествах. Концентрирование глюкозы в раковых клетках приводит к повышенному испусканию позитронов в злокачественной опухоли. То есть делает возможной визуализацию ее с помощью ПЭТ-сканеров.

Позитронно-эмиссионная томография не безвредна — доза облучения при стандартном ПЭТ-сканировании с использованием FDG равна 14 миллизиверт (мЗв). Для сравнения, это суммарное облучение более 4500 часов полета в пассажирском лайнере на стандартной высоте или же 70% безопасной годовой дозы облучения по российским стандартам (или 28% безопасной годовой дозы по стандартам МАГАТЭ). Но аннигиляция позитрон-электронной пары не может нанести увечья или убить.

Антиматерия в энергетике

Использование энергии аннигиляции в военных целях или для энергетики выглядит очень привлекательно, но только при беглом взгляде. Причина все та же — производство антивещества из античастиц — дело не только очень затратное, но и с очень кратким «сроком годности». Для того чтобы вырабатывать энергию для космических полетов или освещения городов, антивещество должно быть не только произведено, но и каким-то образом сохранено и доставлено туда, где оно могло бы быть целенаправлено использованным. Но сейчас не ведутся исследования о возможности промышленного производства, хранения и использования антиматерии.

Дмитрий Казаков:

«Антиатомы по своим свойствам неотличимы от атомов: тот же вес, тот же спектр излучения, те же химические свойства. Получить античастицы нетрудно, мы получаем антиэлектроны или антипротоны для ускорителей, мы рождаем античастицы на коллайдерах, они прилетают к нам из космоса. Но их очень мало по сравнению с обычными частицами и они аннигилируют при встрече с обычными частицами. Получить связанные состояния в виде антиатомов трудно, поскольку нужно одновременно создать антипротон, антинейтрон и антиэлектрон. В ЦЕРНе создали несколько атомов антигелия, но именно несколько, а не несколько граммов как в романе Дэна Брауна. Их трудно создать, трудно и удержать, чтобы они не аннигилировали. Поэтому речи о том, чтобы накопить антиматерию и использовать ее в качестве источника энергии или оружия не идет».

Фантасты же давно о таком мечтают: благодаря Джону Кэмпбеллу и Джеку Уильямсону антиматерия сделалась одним из обязательных атрибутов фантастики о космическом будущем человечества. Например, варп-двигатель, использующий аннигиляцию антивещества, позволял летать звездолету Enterprise из саги Star Trek.

физики впервые управляли антиматерией с помощью лазера

01 апреля 2021
11:59

Анатолий Глянцев

Революционный эксперимент осуществил давнюю мечту физиков.

Фото Takamasa Momose.

Физики впервые использовали лазерный луч для управления антиматерией.

Фото Maximilien Brice/CERN.

Художественное изображение траекторий атома антиводорода в магнитной ловушке до (показано серым) и после (показано голубым) лазерного охлаждения.

Иллюстрация Chukman So/TRIUMF.

Исследователи провели революционный эксперимент, который войдёт в историю науки.

В недавнем революционном эксперименте учёные впервые манипулировали антивеществом с помощью лазера. Это достижение открывает широчайшие возможности по исследованию антиматерии. Возможно, они помогут открыть тайну самого нашего существования.

Мир злых двойников

Напомним, что каждая элементарная частица имеет античастицу. Для протона это антипротон, для электрона – антиэлектрон, и так далее. Физики уже демонстрировали объединение античастиц в антиатомы, а теоретически из них могли бы получаться антимолекулы, антипланеты, антигалактики и антилюди.

Однако пожать руку антисебе – плохая идея. Когда частица встречается со своей античастицей, они обе аннигилируют (превращаются в излучение). Поэтому изучать антиматерию очень сложно. Её нужно держать в глубоком вакууме и следить, чтобы она не касалась стенок сосуда.

Теория утверждает, что античастица практически во всём ведёт себя так же, как и частица. Она имеет ту же массу и те же остальные характеристики, кроме электрического заряда, который противоположен заряду частицы. Однако эту теорию, как и любую другую, нужно проверить экспериментами. Причём любой их исход будет удачным в том или ином смысле. Если антиматерия снова и снова будет вести себя в точности как материя, значит, теория верна, и мы действительно правильно поняли, как устроена эта часть законов, управляющих Вселенной. А если обнаружится неожиданное отличие, это станет выдающимся открытием.

Революционный эксперимент осуществил давнюю мечту физиков.

Фото Takamasa Momose.

Загадка нашего существования

С антиматерией связан ещё один волнующий вопрос. Он звучит просто: почему существуем мы и всё, что нас окружает?

Поясним. Естественно предположить, что в момент Большого взрыва антивещества образовалось столько же, сколько и вещества, раз уж они так похожи. Однако в первые доли секунды своей истории Вселенная была очень тесной, и материи некуда было деться от своего «злого двойника». Если бы вещества и антивещества было поровну, все частицы столкнулись бы со своими античастицами и превратились в фотоны. Не возникло бы ни атомов, ни звёзд, ни жизни: Вселенная была бы заполнена одним только излучением.

Это значит, что материи по каким-то причинам образовалось больше, чем антиматерии. У специалистов есть гипотезы о том, почему это произошло, но наверняка они не знают. Возможно, эксперименты с антивеществом прольют свет на эту проблему.

Физики впервые использовали лазерный луч для управления антиматерией.

Фото Maximilien Brice/CERN.

Охлаждай и властвуй

Незаменимым средством исследования антиматерии мог бы стать лазер. Лазерный луч – это не вещество, и им можно совершенно безопасно касаться античастиц, не боясь, что они аннигилируют. Поэтому лазеры могут стать своеобразными пинцетами для манипулирования антивеществом, тем более что на обычном веществе подобные технологии давно отработаны.

Ещё одна незаменимая «рабочая лошадка» физиков – лазерное охлаждение. Его принцип прост. Как известно, температура определяется тем, насколько быстро движутся атомы. Представим себе движущийся атом и фотон, летящий ему навстречу. Атом поглощает фотон, и тот передаёт атому свой импульс, как бы толкая его в сторону, противоположную движению. В результате атом замедляется.

Таким путём можно так замедлить движение атомов, что температура опустится практически до абсолютного нуля. А это очень важно для экспериментаторов, ведь многие тонкие эффекты (например, квантовые) можно наблюдать только в таких условиях.

Художественное изображение траекторий атома антиводорода в магнитной ловушке до (показано серым) и после (показано голубым) лазерного охлаждения.

Иллюстрация Chukman So/TRIUMF.

Технология лазерного охлаждения давно отработана на веществе, но никто никогда не применял её к антивеществу.

«Это была безумная мечта – манипулировать антивеществом с помощью лазера», – признаётся соавтор исследования Макото Фудзивара (Makoto Fujiwara) из научного центра TRIUMF в Канаде.

Преодолев все технические препятствия, экспериментаторы наконец взяли этот рубеж и охладили атомы антиводорода почти до абсолютного нуля.

Теперь исследователи собираются применить эту технологию во множестве интересных экспериментов. Например, они надеются однажды объединить антиатомы в антимолекулы.

Научная статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature.

К слову, ранее мы рассказывали о том, что антиматерия образуется при ударах молнии.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».

наука
физика
лазер
антиматерия
новости

Загадки Вселенной: почему антиматерия еще не уничтожила наш мир

https://ria.ru/20171111/1508569489.html

Загадки Вселенной: почему антиматерия еще не уничтожила наш мир

Загадки Вселенной: почему антиматерия еще не уничтожила наш мир — РИА Новости, 13.11.2017

Загадки Вселенной: почему антиматерия еще не уничтожила наш мир

Объекты Вселенной — галактики, звезды, квазары, планеты, сверхновые, животные и люди состоят из материи. Ее формируют различные элементарные частицы — кварки,… РИА Новости, 11.11.2017

2017-11-11T08:00

2017-11-11T08:00

2017-11-13T10:56

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21. img.ria.ru/images/sharing/article/1508569489.jpg?15085815381510559792

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2017

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4. 7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Москва, 11 ноя — РИА Новости, Ольга Коленцова. Объекты Вселенной — галактики, звезды, квазары, планеты, сверхновые, животные и люди состоят из материи. Ее формируют различные элементарные частицы — кварки, лептоны, бозоны. Но оказалось, что существуют частицы, в которых одна доля характеристик полностью совпадает с параметрами «оригиналов», а другая имеет обратные значения. Данное свойство побудило ученых дать совокупности таких частиц общее название «антиматерия». 

16 июля 2015, 22:01

Физики создали частицу, которая ведет себя как материя и антиматерияФизики создали крайне необычную виртуальную частицу – так называемый фермион Вейла – которая ведет себя внутри кристаллов одновременно как материя и антиматерия, что открывает дорогу для создания сверхбыстрых и почти не греющихся компьютеров.

Стало также ясно, что изучить эту загадочную субстанцию намного труднее, чем зарегистрировать. В природе античастицы в стабильном состоянии пока не встречались. Проблема в том, что вещество и антивещество при «соприкосновении» аннигилируют (взаимно уничтожают друг друга). В лабораториях антиматерию получить вполне возможно — правда, довольно сложно удержать. Пока ученым удавалось это сделать только в течение считаных минут. 

Согласно теории, Большой взрыв должен был породить одинаковое число частиц и античастиц. Но если вещество и антивещество аннигилируют друг с другом, значит, они должны были единовременно перестать существовать. Почему же Вселенная существует? 

«Более 60 лет назад теория гласила, что все свойства античастиц совпадают со свойствами обычных частиц в зеркально-отраженном пространстве. Однако в первой половине 60-х было обнаружено, что в некоторых процессах эта симметрия не выполняется. C тех пор было создано немало теоретических моделей, проведены десятки экспериментов для объяснения этого феномена. Сейчас наиболее развиты теории, которые различие в количестве материи и антиматерии связывают с так называемым нарушением CP-симметрии (от слов сharge — «заряд» и рarity — «четность»). Но достоверного ответа на вопрос, почему материи больше, чем антиматерии, пока никто не знает», — поясняет Алексей Жемчугов, доцент Кафедры фундаментальных и прикладных проблем физики микромира Московского физико-технического института в Объединенном институте ядерных исследований.

История антивещества началась с уравнения движения электрона, имевшего решения, в которых он обладал отрицательной энергией. Поскольку физический смысл отрицательной энергии ученые представить не могли, то «придумали» электрон с положительным зарядом, назвав его «позитрон». 

Он стал первой экспериментально обнаруженной античастицей. Установка, регистрирующая космические лучи, показала, что траектория движения некоторых частиц в магнитном поле похожа на траекторию электрона — только отклонялись они в противоположную сторону. Далее была открыта пара мезон-антимезон, зарегистрированы антипротон и антинейтрон, а затем ученые смогли синтезировать антиводород и ядро антигелия. 

© Иллюстрация РИА Новости . Алина ПолянинаТраектории движения электрона и позитрона в магнитном поле

© Иллюстрация РИА Новости . Алина Полянина

Что означают все эти «анти»? Обычно мы используем эту приставку, чтобы обозначить противоположное явление. Что касается антиматерии — к ней можно отнести аналоги элементарных частиц, имеющие противоположные заряд, магнитный момент и некоторые другие характеристики. Конечно, все свойства частицы не могут измениться на противоположные. Например, масса и время жизни всегда должны оставаться положительными, ориентируясь на них, можно отнести частицы к одной категории (например, протонам или нейтронам). 

23 декабря 2016, 11:21

Ученые из МГУ объявили о существовании «атома» из четырех нейтроновФизики предсказали существование частицы, своеобразного идеально нейтрального «атома», в котором содержится четыре нейтрона и ни одного протона. Исследования в этом направлении помогут раскрыть тайны нейтронных звезд.

Если сравнить протон и антипротон, то некоторые характеристики у них одинаковы: масса у обоих 938.2719(98) мегаэлектронвольт, спин ½ (спином называют собственный момент импульса частицы, который характеризует ее вращение, притом что сама частица находится в покое). Но электрический заряд протона равен 1, а у антипротона — минус 1, барионное число (оно определяет количество сильно взаимодействующих частиц, состоящих из трех кварков) 1 и минус 1 соответственно.

© Иллюстрация РИА Новости . Алина ПолянинаПротон и антипротон

© Иллюстрация РИА Новости . Алина Полянина

Некоторые частицы, например бозон Хиггса и фотон, не имеют антианалогов и называются истинно нейтральными.

Большинство античастиц вместе с частицами появляются в процессе, называемом «рождение пар». Для формирования такой пары требуется высокая энергия, то есть огромная скорость. В природе античастицы возникают при столкновении космических лучей с атмосферой Земли, внутри массивных звезд, рядом с пульсарами и активными ядрами галактик. Ученые же используют для этого коллайдеры-ускорители.

© Фото : CERNУскорительная секция Большого адронного коллайдера, где разгоняются частицы

© Фото : CERN

Изучение антиматерии имеет практическое применение. Дело в том, что аннигиляция вещества и антивещества порождает высокоэнергетические фотоны. Допустим, мы берем банку протонов и антипротонов и начинаем понемногу выпускать их навстречу друг другу по специальной трубке, буквально по одной штуке. При аннигиляции одного килограмма антиматерии выделяется столько же энергии, как и при сжигании 30 миллионов баррелей нефти. Ста сорока нанограммов антипротонов было бы вполне достаточно для полета на Марс. Загвоздка в том, что для получения и удержания антивещества требуется еще больше энергии.

© РИА Новости / Виталий Аньков / Перейти в медиабанкОбследование пациента с использованием позитронно-эмиссионного томографа в медицинском центре ДВФУ во Владивостоке

Впрочем, антиматерия уже используется на практике, в медицине. Позитронно-эмиссионная томография применяется для диагностики в онкологии, кардиологии и неврологии. Метод основан на доставке распадающейся с испусканием позитрона материи в определенный орган. Например, в качестве транспорта может выступать вещество, хорошо связывающееся с раковыми клетками. В нужной области образуется повышенная концентрация радиоактивных изотопов и, следовательно, позитронов от их распада. Позитроны немедленно аннигилируют с электронами. А точку аннигиляции мы вполне можем зафиксировать путем регистрации гаммаквантов. Таким образом, с помощью позитронно-эмиссионной томографии можно обнаружить повышенную концентрацию вещества-транспорта в определенном месте.

Привет из зазеркалья: есть ли в космосе антизвезды

Астрономы из Университета Тулузы назвали 14 объектов, которые могут оказаться антизвездами, и подсчитали, сколько таких светил может быть в Млечном Пути. Результаты этой работы опубликованы в авторитетном журнале Physical Review D, но, чтобы гипотеза подтвердилось, нужно опровергнуть весомые аргументы скептиков

Демон из лаборатории

Все, что нас окружает, включая нас самих, состоит из элементарных частиц. В основном это протоны и нейтроны, составляющие ядра атомов, и электроны, кружащие вокруг этих ядер.

Но человек, сказавший, что у каждой медали есть обратная сторона, определенно кое-что понимал в физике. У каждой частицы есть антипод — соответствующий вид античастиц. Существуют антипротоны, антинейтроны, антиэлектроны (они же позитроны) и так далее. Все вместе они называются антивеществом, или антиматерией.

Античастица совпадает с частицей по массе и остальным параметрам, но имеет противоположный электрический заряд. Экспериментаторы неоднократно объединяли античастицы в антиатомы. Теоретически из антиатомов могли бы получиться антизвезды, антипланеты и антилюди, ведь античастицы взаимодействуют между собой так же, как обычные частицы.

Однако пожать руку антисебе — плохая идея. Когда частица сталкивается со своей античастицей, они уничтожают друг друга, полностью превращаясь в излучение. При этом вся масса переходит в энергию по знаменитой формуле E = mc². Нетрудно посчитать, что уронить на землю килограмм антиматерии — значит устроить взрыв мощностью в десятки мегатонн.

К счастью, даже самый нерадивый лаборант не сможет сделать ничего подобного. Существующие технологии позволяют получить лишь микроскопические количества антиматерии. Поэтому ее взаимное уничтожение с веществом (аннигиляция) выглядит как крошечная вспышка, фиксируемая только чувствительными приборами.

Но что, если где-то во Вселенной действительно существуют антизвезды и антипланеты? Межзвездное пространство куда более пусто, чем самый глубокий вакуум, полученный в земной лаборатории. На кубический сантиметр космической пустоты в среднем приходится всего один атом газа. Этого явно недостаточно, чтобы уничтожить антизвезду.

Почти пусто: астрономы выяснили, сколько во Вселенной материи

Шансы для антикосмоса

Большинство специалистов относятся к идее существования антизвезд чрезвычайно скептически. Ведь для этого нужно, чтобы одни области космоса были заполнены в основном веществом, а другие — в основном антивеществом.

Очень трудно объяснить, как могла бы сложиться такая ситуация. Наоборот, стандартная модель возникновения Вселенной предполагает, что космос в первые мгновения своей жизни был чрезвычайно однородным. Каждая его точка была похожа на любую другую как две капли воды. Это значит, что антиматерия не могла массово возникать в каких-то частях Вселенной и высокомерно обходить стороной другие.

Более того, вся возникшая антиматерия должна была исчезнуть после столкновения с обычной материей еще в первую минуту существования Вселенной, пока пространство еще не успело толком расшириться и вещество было упаковано гораздо плотнее, чем сейчас.

К слову, из этой теории следует, что материи по какой-то причине образовалось больше, чем антиматерии. Иначе все частицы взаимно уничтожились бы с античастицами, и осталась бы пустая Вселенная, заполненная лишь фотонами. Почему же вещества оказалось больше, чем чрезвычайно похожего на него антивещества? Точного ответа никто не знает, на этот счет есть лишь гипотезы. Так или иначе, очень удачно, что Вселенная оказалась несправедливой и дала частицам численное преимущество над античастицами. Ведь звезды, планеты и мы сами состоим из того самого остатка материи, на который не хватило антиматерии, чтобы его уничтожить.

Итак, доминирующая теория утверждает, что со времен Большого взрыва не должно было остаться никаких запасов антивещества. Вся антиматерия, которая сегодня есть во Вселенной, образовалась позже в результате процессов, происходящих с обычным веществом. Такие процессы известны — это, например, некоторые ядерные реакции. Но ни при каких условиях они не могут произвести столько вещества, чтобы хватило на антизвезду.

Тайна темной энергии: раскрыта ли загадка самого большого резервуара энергии во Вселенной?

Допуская почти невозможное

Однако окончательный судья в данном случае — это эксперимент или наблюдение. Как бы теоретики ни сомневались в существовании антизвезд, главный вопрос в том, видят ли их наблюдатели. В конце концов, открытия темной материи и темной энергии тоже никто не ожидал.

Эксперты из Университета Тулузы спросили себя: как астроном-наблюдатель мог бы отличить антизвезды от обычных звезд? И известны ли нам уже сейчас объекты, которые могут ими оказаться?

Этот вопрос не так прост. Антизвезды должны испускать свет так же, как и обычные светила, так что в оптический телескоп невозможно заметить разницу. Однако природа оставила ученым лазейку.

Вспомним, что в космическом пространстве все же присутствуют атомы межзвездного газа, хотя и в ничтожной концентрации. Это обычное вещество, и, сталкиваясь с субстанцией антизвезд, оно должно превращаться в излучение, а именно в гамма-лучи. Этих столкновений недостаточно, чтобы уничтожить небесное тело, но вполне хватит, чтобы превратить его в яркий источник гамма-лучей.

Исследователи проанализировали каталог из 5787 космических источников гамма-излучения, зарегистрированных орбитальным гамма-телескопом Fermi за десять лет. Они искали потенциальные атизвезды по трем признакам. Во-первых, источник должен быть точечным, а не протяженным, ведь любая звезда при взгляде с орбиты Земли выглядит как точка. Во-вторых, спектр испущенных гамма-фотонов должен быть таким, какой ожидается от антизвезды. И в-третьих, природа источника должна оставаться неизвестной. То есть не годятся объекты, которые надежно идентифицированы как нейтронные звезды, черные дыры или другие хорошо известные астрономам небесные тела.

Эти критерии оказались весьма строгими: из почти 6000 кандидатов им удовлетворили всего 14 штук. Это и есть потенциальные антизвезды.

Подчеркнем, что именно потенциальные. Речь может идти и о традиционных источниках гамма-лучей, таких, как уже упомянутые нейтронные звезды и черные дыры. Прежде чем заявлять об открытии антизвезд, следует проверить эти варианты. Но, по крайней мере, астрономы получили «список подозреваемых», к которым следует приглядеться получше.

Авторы задались еще одним вопросом. Поскольку наблюдатели все еще не уверены в существовании антизвезд, очевидно, что такие тела встречаются нечасто, если вообще встречаются. Если бы каждое десятое или даже тысячное светило было антизвездой, мы бы это уже заметили. Каково же максимальное число антизвезд в галактике?

Расчеты показали, что в галактическом диске, где сосредоточена основная часть звезд и газа, из антиматерии может состоять максимум одно на 400 000 светил. В менее населенных частях галактики их доля может быть выше.

Между прочим, в галактике Млечный Путь сотни миллиардов звезд. Так что оценка 1:400 000 дает миллионы антизвезд. Но на самом деле их может быть куда меньше, или не быть вообще, ведь исследователи рассчитали только верхний предел, а не нижний.

Достигнута сверхпроводимость при комнатной температуре: скоро ли человечеству ждать летающие поезда

Тонкие намеки Вселенной

Отметим, что ученые не просто так занялись этой темой. В 2018 году детектор космических лучей AMS-02 на борту МКС зафиксировал нечто, похожее на ядра антигелия. Соблазнительно было бы предположить, что антигелий (если это действительно он) попадает в космос из антизвезд. Обычная звезда состоит из гелия на 25% и между рождением и смертью рассеивает в межзвездное пространство значительную часть своей массы. Если антизвезды ведут себя так же, то происхождение антигелия становится более чем понятным.

Однако это не единственный возможный источник антиядер. В конце концов, физики получали антигелий на ускорителях. А некоторые космические объекты (например, нейтронные звезды и сверхмассивные черные дыры) ускоряют частицы так, как и не снилось Большому адронному коллайдеру. Так что открытие антигелия в космических лучах, да еще и пока не подтвержденное — скорее слабый намек, чем веское свидетельство в пользу существования антизвезд.

И все же смелая гипотеза заслуживает проверки.

Мнение автора может не совпадать с позицией редакции

Как проходила посадка ровера Perseverance на Марс и что он там увидел. Фоторепортаж

10 фото

Эксперимент с антиматерией раскрывает тайны Вселенной

• Джейсон Палмер
• Би-би-си

9 марта 2012

Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

Обычно вещество и антивещество при контакте уничтожаются, и ученые до сих пор не могут понять: почему же Вселенная не аннигилировала сразу после Большого взрыва?

Впервые с момента появления первых теорий о существовании антиматерии ученые смогут эмпирическим путем изучить ее свойства и, возможно, ответить на вопрос — почему существует Вселенная.

Понятие «антивещество» возникло в научных кругах в конце XIX века, а в 1928 году легендарный британский физик Пол Дирак выработал теорию, которая предполагала, что вещество и антивещество имеют одинаковые свойства, за исключением заряда.

Теперь, согласно исследованию, результаты которого были опубликованы в научном журнале Nature, ученым удалось поймать частицы антиводорода и продлить их существование на длительный срок, позволяющий провести анализ их структуры.

Известно, что у каждой частицы во Вселенной есть своя античастица, идентичная (или симметричная) ей во всех свойствах, но с противоположным зарядом. Соответственно, аналогом электрона и протона в антиматерии являются позитрон и антипротон, вместе формирующие антиатом — антиводород.

Суть же основной проблемы исследований в этой области заключается в том, что антиматерия крайне нестабильна и при взаимодействии с обычной материей частицы и античастицы аннигилируют, испуская при этом высокоэнергичные фотоны или пары частиц-античастиц.

Истоки асимметрии

В этом моменте и кроется одна из величайших тайн мироздания: если при создании Вселенной образовалось одинаковое количество вещества и антивещества, то почему она не исчезла в результате аннигиляции?

Впервые у ученых появился шанс дать ответ на этот вопрос экспериментальным путем и подтвердить тезис об идентичности свойств вещества и антивещества.

Группа международных специалистов, проводящая исследования на базе лаборатории ЦЕРН в Швейцарии, разработала способ отлавливать атом антиводорода и продлевать его существование на достаточно длительный период времени.

В 2010 году команде, работающей над проектом Alpha, удалось на долю секунды заключить 38 атомов антиводорода в «вакуумную ловушку»; в 2011 году они повторили эксперимент, но на этот раз им удалось задержать его на более чем 1000 секунд.

Постепенно завершив оптимизацию методов тестирования, физики смогли начать проводить анализ свойств антиматерии, что, по словам одного из сотрудников проекта Alpha, и было первоначальной целью данного эксперимента.

«На исследование вопроса, являются ли свойства материи и антиматерии идентичными, у нас ушло почти 20 лет, и теперь мы можем ответить на него экспериментальным путем», — говорит участник проекта Джеффри Хангст.

Магнитный момент

По словам ученых, это стало возможным благодаря так называемому «магнитному моменту» атомов — свойству, также характерному для обычных стержневых магнитов.

Пропустить Подкаст и продолжить чтение.

Подкаст

Что это было?

Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.

эпизоды

Конец истории Подкаст

По аналогии с магнитно-резонансной томографией, в ходе которой атомы в теле человека под воздействием магнитных полей могут изменять свои параметры, точно также ученые сумели поменять магнитный момент антиатомов под воздействием микроволнового излучения.

«Когда это происходит, атом антиводорода из «ловушки», схожей с миской, в которой лежит шарик, переходит в состояние, аналогичное такому же шарику на вершине горки», — рассуждает доктор Хангст.

«То есть, он стремится скатиться вниз, и когда это происходит, на пути он сталкивается с обычной материей и аннигилирует, а мы фиксируем факт его исчезновения», — поясняет он.

При этом физики могут установить, какое именно количество энергии необходимо для того, чтобы «переключить» атом, но это лишь первый шаг в запланированной исследовательской группой программе опытов.

В частности, они рассчитывают прозондировать атомы антиводорода лучами лазера. Этот эксперимент поможет установить более четкую картину энергетических уровней во внутренней структуре антиатома.

«Не знаем, как на наше исследование отреагирует публика, — заключает Хэнгст. — Но для нас этот эксперимент стал самым крупным достижением за всю нашу карьеру».

Antimatter — Bilder und Stockfotos

1.405Bilder

• Bilder
• Fotos
• Grafiken
• Vektoren
• Videos

AlleEssentials

Niedrigster Preis

Signature

Beste Qualität

Durchstöbern Sie 1.405

antimatter Stock-Fotografie und Билдер. Oder starten Sie eine neuesuche, um noch mehr Stock-Photografie und Bilder zu entdecken.

eltern müde von lauten kindern, die laufen und schreien — стоковые фотографии и изображения антивещества

Eltern müde von lauten Kindern, die laufen und schreien

Müde Mutter und Vater, die auf der Couch sitzen, fühlen sich erschöpft, während laute kleine Tochter und Sohn schreiend auf dem Sofa herumlaufen, wo sich die Eltern ausruhen. Zu aktive hyperaktive Kinder, brauchen Ruhekonzept

besorgt hielt kopf mädchen — antimatter stock-fotos und bilder

Besorgt hielt Kopf Mädchen

Besorgt, junges Mädchen, das den Kopf hält und in ihrem Schlafzimmer wegschaut

wütender junger mann, der das finger fuck off hand-schild zeigt, das ein modernes mode-outfit-porträt trägt — стоковые фото и фото из антивещества

Wütender junger Mann, der das Finger Fuck Off Hand-Schild zeigt,. ..

kontinuierliche einzeilige zeichnung einer frau mit verwirrten unordentlichen gefühlen, die sich sorgen um eine schlechte psychische gesundheit machen. Концепция проблемы стресса, кранхейта и депрессии в стиле einfachem linearen stil. doodle vektorillustration — стоковая графика антивещества, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Продолжительные зарисовки с изображением женщины с измененным…

kleinkinder weint — антивещество стоковые фотографии и изображения

Kleinkinder weint

Müde, verzweifelte Mutter hält ihren zweijährigen Sohn weinend fest. Негативы menschliches Emotionsgesicht. Verärgerter Kleinkindjunge. Проблемный. Депрессия, стресс или разочарование.

das außergewöhnliche paar в баре. — стоковые фото и изображения антивещества

Das außergewöhnliche Paar in der Bar.

brennnesselpflanze wächst durch wettgebleichte holzbohlen, konzept für resilienz und die kraft der natur, kopierraum, ausgewählter fokus — стоковые фото и фото из антивещества

Brennnesselpflanze wächst durch wettgebleichte Holzbohlen,. ..

Африканский Mutter Sitzen Auf der Couch Kann Nicht mit lauten Kindern zu Handhaben — антиматерия Stock-fotos und Bilder auf — стоковые фото и фото антивещества

Asiatischer mannlicher Geschäftsmann gibt auf

die kurze pause dazwischen. — стоковые фото и изображения антивещества

Die kurze Pause dazwischen.

kis-spielen mit spielzeug überall verstreut und müde erschöpft vater — antimatter stock-fotos und bilder

KIS-spielen mit Spielzeug überall verstreut und müde erschöpft… , schwierige Elternschaft

gestresste mutter fühlte sich verzweifelt über schreien hartnäckigen kind tochter tantrum — antimatter stock-fotos und bilder

Gestresste Mutter fühlte sich verzweifelt über schreien hartnäckig

erschöpfte junge mutter genervt von lauten kindern — антивещество фото и фотографии

erschöpfte junge mutter genervt von lauten kindern

диабет инфографика с пациентом. профилактика, симптомы и лечение диабета. Блуцукершпигель-тест. Векторный постер инсулинорезистентности — антиматерия, графика, клипарт, мультфильмы и символы

Диабет Infografik mit Patient. Prävention, Symptome und…

Diabetes-Infografik mit Patient. Профилактика, симптом и лечение диабетиков. Блуцукершпигель-тест. Инсулинрезистентность-Вектор-Плакат. Illustration gesunde Therapie, Gewichtskontrolle und Ernährung

überdachte in erinnerungen aktivitäten, frau-freaks! — стоковые фото и изображения антивещества

Überdachte in Erinnerungen Aktivitäten, Frau-freaks!

Женщина со смартфоном с зеркалом заднего вида в темноте — стоковые фотографии и изображения из антиматерии

gestresste gemischtrassige eltern und adhs-tochter im wohnzimmer zu hause. hyperaktives hispanisches mädchen, das in der lounge läuft und springt. mutter und vater sitzen zusammen mit kopfschmerzen und fühlen sich ängstlich — стоковые фотографии и изображения антивещества

Gestresste gemischtrassige Eltern und adhs-Tochter im Wohnzimmer…

telefon kampf — стоковые фото и фото из антиматерии

Telefon Kampf

müder nachdenklicher mann sitzt auf dem диван müde wegen lauter kinder — антивещество стоковые фото и фото

Müder nachdenklicher mann sitzt auf dem диван auf dem Sofa müde wegen lauter. ..

brechen sie aus oder brechen sie schlechte gewohnheiten oder rulesn für die freiheit, zahlen sie schulden ab, zerstören sie fesseln oder angstlast, flucht- und befreiungskonzept, vertrauen geschäftsweftsmann verwenden Hammer — графика антивещества, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Brechen Sie aus oder brechen Sie schlechte Gewohnheiten oder…

пациента, der eine anti-aging-gesichtsmassage mit jaderollen-gesichtsmassagegerät im spa-salon erhält. шёнхайтсхаут. schönes gesicht. schönheitsbehandlung. hautpflege. — стоковые фото и фото антивещества

Patient, der eine Anti-Aging-Gesichtsmassage mit Jaderollen-Gesich

die schönheiten der nacht — стоковые фото и фото антиматерии

Die Schönheiten der Nacht

Sommer, Schönheiten der Nacht, süßha, Nacht Leidenschaft, Paar, Romantik, Porträt, modern, Sinnlichkeit, bizarr, dunkel, Retro-Stil, Nachtleben,

Aufnahme jungen Frau, die gestresst aussieht, während ihre familie zu Hause um sie herumläuft — антивещество стоковые фотографии и изображения finanzielle freiheit или unabhängigkeit. befreien sie sich aus der knechtschaft. der geschäftsmann schlägt eine riesige stahlkugel mit einer hochgeschwindigkeits-jetpack-rakete. — графика антивещества, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Überwinden Sie finanzielle oder Schuldenhürden. Finanzielle…

Digitale Tablet-sucht — fater nimmt touchpad von wütendem kind — antimatter stock-fotos und bilder Проблемная шляпа — стоковые фото и изображения антивещества

Unglückliche Mutter, die Проблемная шляпа

müde schwangere mutter, die einen koffer zieht, auf dem der kleine sohn sitzt und stress und erschöpfung der lauten und ungezogenen kinder-vektorillustration fühlt — антивещество Stock-grafiken, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Müde schwangere Mutter, die einen Koffer zieht, auf dem der…

Böse baby und erschöpfte mutter in einem raum — антивещество stock-fotos und bilder

Böse Baby und erschöpfte Mutter in einem die

Wütendes Baby und müde Mutter auf einem Teppich in einem Raum liegt

unglückliche mama mit tochter — антивещество фото и фото

Unglückliche Mama mit Tochter

müde, erschöpfte mutter mit unartigen kindern. Эльтерн мит Киндерн. векторная иллюстрация — стоковая графика антивещества, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Müde, erschöpfte Mutter mit unartigen Kindern. Эльтерн мит Киндерн.

Müde erschöpfte Mutter mit ungezogenen Kindern. Vielbeschäftigte Eltern mit Kindern. Vektor-Illustration

frustrierte gestresste afroamerikanische eltern, die kopfschmerzen haben, fühlen sich müde genervt über laute aktive kinder, die zu hause spielen, verärgert gestörte gemischtrassige mutter und vater, müde von schwierigen ungehorsamen kindern, die sic — antimatter stock-fotos und bilder

Frustrierte gestresste afroAmericanische Eltern, die…

депрессивное юношество, отрицательный опыт — антивещество фото и изображения

депрессивное юношество, отрицательное эмпирическое состояние

юношеское, умственно отсталое, шерстяное в детском саду keine mahlzeit essen. junge будет kein frühstück. gesundes essen. — стоковые фото и фото из антиматерии

Молодежь, умирают на Тише, шерстяные в детском саду keine. ..

мама с фотографией — антиматерия стоковые фото и фото

Мама с фото и фотографиями

wütender geschäftsmann, der einen schreibtis den schreibtis . konzept von stress bei der arbeit. Cartoon-vektor-illustrationsdesign — стоковая графика антивещества, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Wütender Geschäftsmann, Der Einen Laptop auf den Schreibtisch …

Heißgeneteter, Induktionsgehärteter und Geschmiedeter Spahl -Antimatter stockeneteter, induleter, nembereleter, nembereleter ne -lehmeremere ne -lehreleter ne -hiseleterter ne -hiseleterter ne -hiseleterse ne -hiseleteter ne -hisehreteter ne -hiseleterse, ne -hisehreeter. — стоковые фотографии и изображения антиматерии

Müde hispanische Mutter leiden von lauten Kind spielen

die große langeweile — стоковые фотографии и изображения антиматерии

Die große Langeweile

mutter verärgert über wählerisch essende tochter in einem ресторан — антивещество стоковые фото и изображения

mutter verärgert über wählerisch essende tochter in einem. ..

die kosmetikerin wickelt das bein des терпеливейший в einen weißen verband. косметика verfahren zur gewichtsreduction: stimuliert die stoffwechselprozesse der triglyceride und sorgt für eine schlankmachende wirkung. антицеллюлитный — антиматерия фото и фотографии

Die Kosmetikerin wickelt das Bein des Patienten in einen weißen…

Hyperaktives ungezogenes tochterkind, das verärgerten vater zum spielen auffordert — antimatter stock-fotos und bilder

Hyperaktives ungezogenes Tochterkind, das verärgerten Vater zum… Дизайн Unschuld

Aufmerksamkeitsdefizit-hyperaktivitätsstörung adhs, gestressterPsychotherapeut mit verhaltensstörung kinder — antimatter Stock-grafiken, -clipart, -cartoons und -symbole

Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung ADHS, Gestresster…

Жена-женщина, женщина-запретительница, сидите-им-варциммер — стоковые фотографии и изображения антивещества

Жена-женщина, женщина останавливается, сидите в Вартезимере Emoticon Design Unschuld

der widestand — стоковые фото и изображения антиматерии

Der Widerstand

müde eltern, erschöpft von lauten und energischen kindern, die um das vektorset herum spielen — antimatter stock-grafiken, -clipart, -cartoons und -symbole

Müde Eltern, erschöpft von lauten und energischen Kindern, die. ..

müder mann papa erschöpft mit lauten und energischen kindern, die um vektorillustrationen spielen — antimatter stock-grafiken, -clipart, -cartoons und -symbole

Müder Mann Papa miterschöpft lauten und energischen Kindern,…

Müder Mann Papa Liegt erschöpft на диване mit lauten und energischen kindern, die um vektorillustrationen spielen — antimatter stock-grafiken, -clipart, -cartoons und -symbole

Müder Mann Papa Liegt erschöpft auf dem Sofa с лаутен и…

Генерация фон Муттера — стоковые фото и изображения антивещества

Генерация фон Муттера

портреты невосприимчивых молодых людей, das wegschaut — стоковые фото и изображения антиматерии Beinen von Teenen auf unbefestigter straße Liegt — антивещество стоковые фотографии и изображения

Trauriger müder Hund, der an den Beinen von Teenagern auf…

портрет сверхвысоких размеров . schönes schockiertes mädchen — стоковые фотографии и изображения антивещества

Porträt des überraschten Mädchens . Schönes schockiertes Mädchen

женщина, умирает с haftnotizerinnerungen beeckt ist, reagiert schlecht auf den ganzen stress des lebens — antimatter stock-fotos und bilder

Жена, умирает с Haftnotizerinnerungen beckt ist, reagiert. ..

frustrierter, wüder sein vater, . — стоковые фото и фото антивещества

Frustrierter, wütender Vater, der sein Kind anschreit.

хлоротищных пятен вируса пива. Симптом гельбена krankheit в grünen himbeerblättern — стоковые фотографии и изображения антивещества

Chlorotische Flecken des Himbeervirus. Symptome der gelben…

müde eltern und launenhafte ungezogene kinder — антиматерия стоковая графика, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Müde Eltern und launenhafte ungezogene Kinder

frutrierte eltern fühlen sich erschöpft von ihren unfug-söhnen. — стоковые фотографии и изображения антиматерии

Frustrierte Eltern fühlen sich erschöpft von ihren Unfug-Söhnen.

Junger Mann mit Büchern — стоковые фотографии и изображения антивещества

Junger Mann mit Büchern

фон 24

Антиметрические фотографии и премиум -картинки с высоким разрешением

• Creative
• Редакция
• Видео

• Лучший матч
• Новейшие
• Старый
• . месяцыПользовательский диапазон дат
  • Без лицензионных отчислений
  • С правами на управление
  • РФ и РМ

  Выбрать бесплатные коллекции >Выбрать редакционные коллекции >

  Встраиваемые изображения

  Просмотрите 706

  antimatter доступных стоковых фотографий и изображений или начните поиск по запросу Matter Antimatter, чтобы найти больше отличных стоковых фотографий и изображений.

  жара антиматерии — антиматерия стоковые фотографии, фотографии без уплаты роялти и изображения антиматерия — стоковые фотографии, фотографии без уплаты роялти и изображения Поднимаясь на две огненные колонны, космический шаттл «Индевор» взлетает со стартовой площадки 39А в Космическом центре Кеннеди НАСА во Флориде, начиная свой финал … Репортер задает вопрос участникам брифинга: Уильям Герстенмайер, заместитель администратора НАСА по исследованиям и операциям на людях, сидит . .. Передовые концепции космического транспорта, такие как антиматерия, лазерный двигатель, солнечные паруса и транспортные средства на основе термоядерного синтеза, как показано на этом художник… Общий вид строящегося MEDICIS во время экскурсии за кулисы ЦЕРН, крупнейшей в мире лаборатории физики элементарных частиц, апрель… Общий вид строящегося MEDICIS во время экскурсии за кулисы CERN, Крупнейшая в мире лаборатория физики элементарных частиц, апрель… Общий вид строящейся лаборатории MEDICIS во время экскурсии за кулисы ЦЕРН, Крупнейшая лаборатория физики элементарных частиц, апрель… Общий вид строящейся МЕДИСИС во время экскурсии по ЦЕРН, крупнейшей в мире лаборатории физики элементарных частиц, апрель… Общий вид строящейся МЕДИСИС во время закулисья экскурсия в ЦЕРН, крупнейшую в мире лабораторию физики элементарных частиц, апрель… Общий вид строящейся МЕДИСИС во время экскурсии за кулисами ЦЕРН, крупнейшей в мире лаборатории физики элементарных частиц, апрель… Общий вид строящейся МЕДИСИС строительство во время осмотра закулисья ЦЕРН, крупнейшей в мире лаборатории физики элементарных частиц, апрель. .. Общий вид строящегося комплекса MEDICIS во время осмотра закулисья ЦЕРН, крупнейшей в мире лаборатории физики элементарных частиц, апрель… Общие сведения вид строящегося MEDICIS во время экскурсии за кулисы ЦЕРН, крупнейшей в мире лаборатории физики элементарных частиц, апрель… Общий вид строящегося MEDICIS Инструктаж во время экскурсии по ЦЕРН, крупнейшей в мире лаборатории физики элементарных частиц, апрель… Общий вид строящегося комплекса MEDICIS во время экскурсии по ЦЕРН, крупнейшей в мире лаборатории физики элементарных частиц, апрель… Общие сведения вид на строящийся MEDICIS во время экскурсии за кулисы CERN, крупнейшей в мире лаборатории физики элементарных частиц, апрель… Общий вид строящегося MEDICIS во время экскурсии за кулисы CERN, крупнейшей в мире лаборатории физики частиц апрель… Общий вид строящегося MEDICIS во время посещения закулисья ЦЕРН, крупнейшей в мире лаборатории физики элементарных частиц апрель… Общий вид строящегося MEDICIS во время посещения за кулисами ЦЕРН, Крупнейшая в мире лаборатория физики элементарных частиц, апрель. .. Общий вид строящейся лаборатории MEDICIS во время экскурсии по ЦЕРН, крупнейшей в мире лаборатории физики элементарных частиц Лаборатория в апреле… Общий вид станции Miniball или Mini Ball, гамма-массив детекторов из высокочистого германия во время закулисной экскурсии по ЦЕРН,… Общий вид станции Miniball или Mini Ball, гамма-массив детекторов из высокочистого германия во время экскурсии по ЦЕРН,… Общий вид станции Miniball или Mini Ball, гамма-массива детекторов из высокочистого германия во время экскурсии по ЦЕРН,…Общие вид на станцию ​​Miniball или Mini Ball, гамма-массив детекторов из высокочистого германия во время экскурсии по ЦЕРН,… Общий вид станции Miniball или Mini Ball, гамма-массив детекторов из высокочистого германия во время экскурсия за кулисы ЦЕРН,…Общий вид станции Miniball или Mini Ball, гамма-массив детекторов из высокочистого германия во время экскурсии за кулисы CERN,…Общий вид Miniball или Mini Ball станция, гамма-массив германия высокой чистоты торы во время экскурсии за кулисы ЦЕРН,. ..Общий вид станции Miniball или Mini Ball, гамма-массив германиевых детекторов высокой чистоты во время экскурсии закулисы ЦЕРН,…Общий вид Miniball или станция Mini Ball, гамма-массив детекторов из высокочистого германия во время закулисной экскурсии по ЦЕРН,… Общий вид станции Miniball или Mini Ball, гамма-массив детекторов из высокочистого германия во время закулисной экскурсии в ЦЕРНе,… Общий вид на станцию ​​Miniball или Mini Ball, гамма-массив детекторов из германия высокой чистоты во время закулисной экскурсии по ЦЕРН,… Общий вид на станцию ​​распада ISOLDE, постоянную установку в ISOLDE является модульным и может состоять из гамма-, бета- и даже протонных или альфа-частиц… Общий вид станции распада ISOLDE, постоянной установки в ISOLDE и является модульным и может состоять из гамма-, бета-и даже протонных или альфа-частиц. ..Общий вид Станции распада ISOLDE, постоянного tup в ISOLDE и является модульной и может состоять из гамма-, бета-и даже протонных или альфа-частиц . .. Общий вид станции распада ISOLDE, постоянной установки в ISOLDE и является модульной и может состоять из гамма-, бета-и даже протонных или альфа-частиц частицы… Общий вид станции распада ISOLDE, постоянной установки в ISOLDE, модульной конструкции, которая может состоять из гамма-, бета- и даже протонных или альфа-частиц… Общий вид станции распада ISOLDE, постоянной установки в ISOLDE и является модульным и может состоять из гамма-, бета- и даже протонных или альфа-частиц … Общий вид коллинеарной резонансно-ионизационной спектроскопии или эксперимента CRIS в ISOLDE, в котором были выполнены одни из самых чувствительных в мире … Общий вид коллинеарной резонансно-ионизационной спектроскопии или эксперимент CRIS в ISOLDE, в котором были выполнены одни из самых чувствительных в мире… Общий вид коллинеарной резонансно-ионизационной спектроскопии или эксперимент CRIS в ISOLDE, в котором были выполнены одни из самых чувствительных в мире… Общий вид Коллинеарная резонансно-ионизационная спектроскопия или эксперимент CRIS в ISOLDE, в ходе которого были выполнены одни из самых чувствительных в мире экспериментов. .. Общий вид эксперимента по коллинеарной резонансно-ионизационной спектроскопии или CRIS в ISOLDE, в ходе которых были выполнены одни из самых чувствительных в мире исследований… Общий вид на коллинеарную спектроскопию Резонансная ионизационная спектроскопия или эксперимент CRIS в ISOLDE, в ходе которого были выполнены одни из самых чувствительных в мире экспериментов… Общий вид коллинеарной спектроскопии резонансной ионизации или эксперимент CRIS в ISOLDE, в ходе которых были выполнены одни из самых чувствительных в мире… Общий вид коллинеарной резонансной ионизации Спектроскопия или эксперимент CRIS в ISOLDE, в ходе которого были выполнены одни из самых чувствительных в мире экспериментов… Общий вид коллинеарной резонансно-ионизационной спектроскопии или эксперимент CRIS в ISOLDE, в ходе которых были выполнены одни из самых чувствительных в мире… Общий вид коллинеарной резонансно-ионизационной спектроскопии или Эксперимент CRIS в ISOLDE, в ходе которого были выполнены одни из самых чувствительных в мире. .. Общие сведения вид на коллинеарную резонансно-ионизационную спектроскопию или эксперимент CRIS в ISOLDE, в ходе которого были выполнены одни из самых чувствительных в мире экспериментов… Общий вид на эксперимент по коллинеарной резонансно-ионизационной спектроскопии или CRIS в ISOLDE, в ходе которого были выполнены одни из самых чувствительных в мире… Общий вид на Коллинеарная резонансно-ионизационная спектроскопия или эксперимент CRIS в ISOLDE, в ходе которого были выполнены одни из самых чувствительных в мире экспериментов… Общий вид эксперимента по коллинеарной резонансно-ионизационной спектроскопии или CRIS в ISOLDE, в ходе которых были выполнены одни из самых чувствительных в мире… Общий вид COLLAPS установка в ISOLDE, которая смогла измерить с очень высокой точностью и чувствительностью, одной из самых высоких когда-либо… Общий вид установки COLLAPS в ISOLDE, которая смогла измерить с очень высокой точностью и чувствительностью, одной из самых высоких самый высокий из когда-либо. .. Общий вид установки COLLAPS в ISOLDE, которая смогла измерить с очень высокой точностью и чувствительностью, один из самых высоких e ver…Общий вид установки COLLAPS в ISOLDE, которая смогла провести измерения с очень высокой точностью и чувствительностью, одной из самых высоких за всю историю… Общий вид установки COLLAPS в ISOLDE, которая смогла измерить до очень высокая точность и чувствительность, одна из самых высоких за всю историю… Общий вид ISOLDE во время закулисной экскурсии по ЦЕРН, крупнейшей в мире лаборатории физики элементарных частиц, 19 апреля., 2017 г. в Мейрине,… Общий вид ISOLDE во время закулисной экскурсии по ЦЕРН, крупнейшей в мире лаборатории физики элементарных частиц 19 апреля 2017 г. в Мейрине,… Общий вид ISOLDE во время закулисной экскурсии по ЦЕРН , крупнейшая в мире лаборатория физики элементарных частиц, 19 апреля 2017 г. в Мейрине,… из 12

  Может ли существовать скопление звезд из антивещества, вращающихся вокруг нашей галактики?

  В этой визуализации электроны и их аналоги из антивещества, позитроны, взаимодействуют вокруг нейтронной звезды. Почему во Вселенной, которую мы видим, материи намного больше, чем антиматерии?
  (Изображение предоставлено Центром космических полетов имени Годдарда НАСА)

  Paul M. Sutter is an astrophysicist at SUNY Stony Brook and the Flatiron Institute, host of Ask a Spaceman and Space Radio , and автор Как умереть в космосе . Он внес эту статью в журнал Space.com Expert Voices: Opinions and Insights .

  Мы не знаем, почему во вселенной преобладает материя над антиматерией, но во вселенной, состоящей из антиматерии, могут быть целые звезды и, возможно, даже галактики.

  Антизвезды будут постоянно выбрасывать свои компоненты антивещества в космос, и их даже можно будет обнаружить как небольшой процент высокоэнергетических частиц, сталкивающихся с Землей.

  Вселенная: Большой взрыв до сегодняшнего дня за 10 простых шагов

  Несбалансированное рождение

  Антиматерия такая же, как обычная материя, за исключением того, что. Каждая отдельная частица имеет близнеца-античастицу с точно такой же массой, точно таким же спином и абсолютно таким же всем. Отличается только заряд. Например, античастица электрона, называемая позитроном, точно такая же, как электрон, за исключением того, что она имеет положительный электрический заряд.

  Наши теории фундаментальной физики указывают на особый вид симметрии между материей и антиматерией — они почти идеально отражают друг друга. На каждую частицу материи во Вселенной должна приходиться частица антиматерии. Но когда мы смотрим вокруг, мы не видим никакой антиматерии. Земля состоит из обычной материи, Солнечная система состоит из обычного вещества, пыль между галактиками состоит из обычного вещества; похоже, что вся Вселенная полностью состоит из обычной материи.

  Есть только два места, где существует антиматерия. Один находится внутри наших сверхмощных коллайдеров частиц: когда мы включаем их и взрываем какие-то субатомные вещества, вылетают струи как обычной, так и антиматерии. Другое место находится в космических лучах . Космические лучи на самом деле не лучи, а скорее потоки высокоэнергетических частиц, несущихся со всего космоса и попадающих в нашу атмосферу. Эти частицы возникают в результате сверхмощных процессов во Вселенной, таких как взрывы сверхновых и столкновение звезд, поэтому применима та же физика.

  Но почему антиматерия так редка? Если материя и антиматерия так идеально сбалансированы, что случилось со всеми антивеществами? Ответ лежит где-то в ранней Вселенной.

  Темная тайна вселенной: куда делась вся антиматерия?

  Антигалактика

  Мы точно не знаем, что это сделало, но что-то нарушилось в молодом космосе. Предположительно в старые добрые времена (и я говорю о том, когда Вселенной здесь было меньше секунды) материя и антиматерия производились в равных количествах. Но потом что-то случилось; что-то заставило производить больше материи, чем антиматерии. Это не займет много времени, всего одна часть на миллиард дисбаланса, но этого будет достаточно, чтобы нормальная материя стала доминировать по существу во всей вселенной, в конечном итоге сформировав звезды и галактики и даже нас с вами.

  Но каким бы ни был этот процесс — и я должен упомянуть, что подробная физика этого механизма уничтожения антиматерии в ранней Вселенной в настоящее время находится за пределами известной физики, так что здесь многое витает в воздухе — он, возможно, не был полностью совершенным. Вполне возможно, что ранняя Вселенная оставила в покое большие глыбы антиматерии, плавающие то тут, то там по всей Вселенной.

  Эти скопления, если они проживут достаточно долго, будут расти в относительной изоляции. Конечно, когда материя и антиматерия сталкиваются, они аннигилируют друг друга во вспышке энергии, и это вызвало бы некоторую головную боль в ранней Вселенной, но если бы сгустки антиматерии прошли через это испытание, они были бы дома на свободе.

  В течение миллиардов лет эти сгустки антиматерии могли собираться вместе и увеличиваться в размерах. Помните, что единственная разница между антиматерией и материей заключается в их заряде — все остальные физические операции остаются точно такими же. Таким образом, вы можете образовать антиводород, антигелий и анти-все остальные элементы. Вы можете иметь анти-пыль, анти-звезды, подпитываемые анти-фузионом, анти-планеты с анти-людьми, пить освежающие анти-стаканы с анти-водой, работает.

  Обратный счет

  Астрономы не подозревают, что где-то там плавают целые антигалактики, потому что их взаимодействие с обычным веществом (скажем, при столкновении двух галактик) высвобождает довольно много энергии — достаточно, чтобы мы уже заметили. Но возможны и более мелкие скопления. Меньшие сгустки, похожие на шаровидные скопления.

  Шаровые скопления — это небольшие плотные скопления менее миллиона звезд, вращающиеся вокруг более крупных галактик. Считается, что они невероятно старые, поскольку в нынешнюю эпоху они не формируют новых звезд, а вместо этого заполнены небольшими, красными, состарившимися популяциями. Они также относительно свободны от газа и пыли — всего того топлива, которое вам нужно для создания новых звезд. Они просто слоняются без дела, вращаясь вокруг своих более крупных и активных собратьев, остатков ушедшей и почти забытой эпохи. Сам Млечный Путь имеет свиту из около 150 человек.

  И некоторые из них могут быть сделаны из антизвезд.

  Группа астрофизиков-теоретиков рассчитала, что произойдет, если одно из шаровых скоплений, вращающихся вокруг Млечного Пути, на самом деле окажется антископлением, как сообщается в статье , недавно опубликованной в журнале препринтов arXiv . Они задавали простой вопрос: что будет?

  Если бы шаровое скопление не врезалось прямо в диск Млечного Пути , оно бы не взорвалось. Поскольку антископление будет состоять только из звезд, а звезды не занимают много места, возможностей для больших взрывов не так много. Вместо этого антизвезды в антископлении будут жить своей обычной жизнью, занимаясь обычными звездными делами.

  Такие вещи, как испускание постоянного потока частиц. Или наличие огромных вспышек и событий выброса корональной массы . Или сталкиваются друг с другом. Или погибнуть в фантастическом взрыве сверхновой.

  Все эти процессы высвободят тонны античастиц, отправив их из антископления в ближайший объем Вселенной, включая Млечный Путь. В том числе и в нашей Солнечной системе, где эти античастицы должны были появиться как еще одна часть группы космических лучей.

  Так могли ли античастицы, попадающие в нашу атмосферу каждый божий день, быть запущены антизвездой миллионы лет назад? Сейчас слишком сложно сказать. Определенно существуют античастицы, смешанные как часть общей популяции космических лучей, но поскольку магнитное поле нашей галактики изменяет пути заряженных частиц (нормальных и анти-подобных), трудно точно сказать, откуда на самом деле пришел тот или иной космический луч. .

  Но если астрономы смогут точно определить шаровое скопление как особенно сильный источник античастиц, это будет похоже на открытие капсулы времени, открывающее нам окно в физику, которая доминировала во Вселенной, когда ей была всего секунда от роду.

  Мы также никогда не могли посетить антикластер, потому что, как только мы это сделали, мы взорвались.

  Подробнее: » Поток антигелия из шарового скопления антивещества »

  Следуйте за нами на Twitter @Spacedotcom или Facebook.

  Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

  Пол М. Саттер — астрофизик из SUNY Stony Brook и Института Флэтайрон в Нью-Йорке. Пол получил докторскую степень по физике в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн в 2011 году и провел три года в Парижском институте астрофизики, а затем стажировался в Триесте, Италия. регионов Вселенной до самых ранних моментов Большого Взрыва до охоты за первыми звездами. В качестве «звездного агента» Пол уже несколько лет страстно вовлекает общественность в популяризацию науки. Он ведущий популярной программы «Спроси космонавта!» подкаста, автор книг «Твое место во Вселенной» и «Как умереть в космосе», часто появляется на телевидении, в том числе на канале «Погода», где он является официальным специалистом по космосу.

  Тайна углубляется: материя и антиматерия — зеркальные отражения

  Недавно опубликованный эксперимент с участием материи и антиматерии был проведен в антипротонном замедлителе ЦЕРН.
  (Изображение предоставлено Н. Курода)

  Материя и антиматерия кажутся идеальными зеркальными отражениями друг друга, насколько кто-либо может видеть, ученые обнаружили с беспрецедентной точностью, лишив надежды разгадать тайну того, почему материи во Вселенной намного больше, чем антиматерии.

  Повседневная материя состоит из протонов, нейтронов или электронов. У этих частиц есть аналоги, известные как античастицы — антипротоны, антинейтроны и позитроны соответственно — которые имеют ту же массу, но противоположный электрический заряд. (Хотя нейтроны и антинейтроны заряжены нейтрально, каждый из них состоит из частиц, известных как кварки, которые обладают дробными электрическими зарядами, а заряды этих кварков равны и противоположны друг другу в нейтронах и антинейтронах.)

  Известная вселенная состоит из обычной материи. Глубокая загадка заключается в том, почему Вселенная не состоит из равных частей антивещества, поскольку Большой взрыв , который, как считается, создал Вселенную 13,7 миллиарда лет назад, произвел равное количество того и другого. И если материя и антиматерия кажутся зеркальными отражениями друг друга во всех отношениях, за исключением их электрического заряда, то материи любого типа может не остаться много — материя и антиматерия аннигилируют, когда сталкиваются друг с другом. [9Величайшие неразгаданные тайны физики]

  Проверка четности зарядов

  Физики-теоретики подозревают, что чрезвычайный контраст между количествами материи и антиматерии во Вселенной, технически известный как барионная асимметрия, может быть связан с некоторой разницей между свойствами материи и антивещество, официально известное как нарушение зарядовой четности или СР-симметрии. Однако все известные эффекты, приводящие к нарушению CP-симметрии, не могут объяснить огромного перевеса материи над антиматерией.

  Возможные объяснения этой загадки могут заключаться в различиях в свойствах материи и антиматерии — например, возможно, антипротоны распадаются быстрее, чем протоны. Если будет обнаружено какое-либо такое различие, каким бы незначительным оно ни было, «это, безусловно, приведет к драматическим последствиям для нашего современного понимания фундаментальных законов физики», — считает ведущий автор исследования Стефан Ульмер, физик элементарных частиц из Японского института физических и химических исследований (RIKEN). ), рассказал Live Science.

  В ходе самой строгой проверки различий между протонами и антипротонами ученые исследовали отношение электрического заряда к массе примерно у 6500 пар этих частиц в течение 35 дней. Чтобы предотвратить контакт антиматерии и материи, исследователи поместили протоны и антипротоны в магнитные поля. Затем они измерили циклическое движение этих частиц в этих полях, характеристику, известную как их циклотронная частота, которая пропорциональна как отношению заряда к массе этих частиц, так и силе магнитного поля.

  (Технически исследователи использовали в экспериментах не простые протоны, а отрицательные ионы водорода, каждый из которых состоит из протона, окруженного двумя электронами. Это было сделано для упрощения экспериментов — антипротоны и отрицательные ионы водорода оба заряжены отрицательно, и таким же образом реагируют на магнитные поля. Ученые могли легко объяснить эффекты, которые эти электроны оказывали во время экспериментов.)

  Идеальное зеркальное отображение

  Ученые нашли отношение заряда к массе протонов и антипротонов » совпадает с точностью до 69частей на триллион», — говорится в заявлении Улмера. Это измерение в четыре раза лучше, чем предыдущие измерения этого отношения. частей на триллион в день, поскольку Земля вращается вокруг своей оси и движется вокруг Солнца. Это говорит о том, что протоны и антипротоны ведут себя одинаково во времени, поскольку они проносятся через пространство с одинаковой скоростью, а это означает, что они не нарушают то, что известно как заряд -четность-время, или СРТ-симметрия.

  СРТ-симметрия является ключевым компонентом Стандартной модели физики элементарных частиц, которая на сегодняшний день является лучшим описанием того, как ведут себя элементарные частицы, составляющие Вселенную. Никаких известных нарушений симметрии СРТ не существует. «Любое обнаруженное нарушение CPT окажет огромное влияние на наше понимание природы», — сказал Ульмер. [8 способов увидеть теорию относительности Эйнштейна в реальной жизни]

  Кроме того, эти отношения заряда к массе не отличались более чем на 870 частей на миллиард в гравитационном поле Земли. Это означает, что принцип слабой эквивалентности, согласно которому вся материя падает с одинаковой скоростью в одном и том же гравитационном поле, также выполняется на этом уровне точности. Слабый принцип эквивалентности является краеугольным камнем общей теории относительности Эйнштейна, которая, среди прочего, на сегодняшний день является лучшим объяснением того, как работает гравитация. Не существует известных нарушений принципа слабой эквивалентности, и любые обнаруженные его нарушения могут привести к революции в научном понимании гравитации и пространства-времени, а также того, как они связаны с материей и энергией.

  Используя более стабильные магнитные поля и другие подходы, ученые планируют добиться измерений, которые будут как минимум в 10 раз более точными, чем те, которые они получили до сих пор, сказал Улмер.

  Ученые подробно рассказали о своих последних открытиях онлайн 13 августа в журнале Nature .

  Подписывайтесь на нас @livescience , Facebook и Google+ . Оригинальная статья о  Live Science .

  Чарльз К. Чой — автор статей для Live Science и Space.com. Он охватывает все, что связано с человеческим происхождением и астрономией, а также физику, животных и общие научные темы. Чарльз имеет степень магистра гуманитарных наук Университета Миссури-Колумбия, Школу журналистики и степень бакалавра гуманитарных наук Университета Южной Флориды. Чарльз побывал на всех континентах Земли, пил прогорклый чай с маслом яка в Лхасе, плавал с морскими львами на Галапагосских островах и даже взбирался на айсберг в Антарктиде.

  новых ответов на вопрос, почему во Вселенной так мало антиматерии | MIT News

  Представьте себе пылинку в грозовом облаке, и вы поймете, насколько ничтожен нейтрон по сравнению с величиной молекулы, в которой он обитает.

  Но так же, как пылинка может повлиять на движение облака, нейтрон может влиять на энергию своей молекулы, несмотря на то, что он меньше одной миллионной своего размера. А теперь физики из Массачусетского технологического института и других организаций успешно измерили крошечный эффект нейтрона в радиоактивной молекуле.

  Команда разработала новую технику для производства и изучения короткоживущих радиоактивных молекул с числом нейтронов, которые они могут точно контролировать. Они вручную отобрали несколько изотопов одной и той же молекулы, каждый из которых содержал на один нейтрон больше, чем другой. Когда они измерили энергию каждой молекулы, они смогли обнаружить небольшие, почти незаметные изменения размера ядра из-за воздействия одного нейтрона.

  Тот факт, что они смогли увидеть такие небольшие ядерные эффекты, предполагает, что у ученых теперь есть шанс исследовать такие радиоактивные молекулы на предмет еще более тонких эффектов, вызванных, например, темной материей или эффектами новых источников нарушений симметрии, связанных с к некоторым из текущих тайн Вселенной.

  «Если законы физики симметричны, как мы думаем, то Большой взрыв должен был создать материю и антиматерию в одинаковом количестве. Тот факт, что большая часть того, что мы видим, представляет собой материю, а антиматерия составляет всего одну часть на миллиард, означает, что имеет место нарушение самых фундаментальных физических симметрий, которое мы не можем объяснить всем, что знаем. », — говорит Рональд Фернандо Гарсия Руис, доцент кафедры физики Массачусетского технологического института.

  «Теперь у нас есть возможность измерить эти нарушения симметрии, используя эти тяжелые радиоактивные молекулы, которые обладают чрезвычайной чувствительностью к ядерным явлениям, чего мы не можем наблюдать в других молекулах в природе», — говорит он. «Это может дать ответы на одну из главных загадок того, как была создана Вселенная».

  Сегодня Руис и его коллеги опубликовали свои результаты в Physical Review Letters .

  Особая асимметрия

  Большинство атомов в природе содержат симметричное сферическое ядро ​​с равномерно распределенными нейтронами и протонами. Но в некоторых радиоактивных элементах, таких как радий, атомные ядра имеют странную грушевидную форму с неравномерным распределением нейтронов и протонов внутри. Физики предполагают, что это искажение формы может усилить нарушение симметрии, которое дало начало материи во Вселенной.

  «Радиоактивные ядра могут позволить нам легко увидеть эти эффекты нарушения симметрии», — говорит ведущий автор исследования Сильвиу-Мариан Удреску, аспирант физического факультета Массачусетского технологического института. «Недостаток в том, что они очень нестабильны и живут очень короткое время, поэтому нам нужны чувствительные методы для их быстрого создания и обнаружения».

  Вместо того, чтобы пытаться определить радиоактивные ядра сами по себе, команда поместила их в молекулу, которая дополнительно усиливает чувствительность к нарушениям симметрии. Радиоактивные молекулы состоят как минимум из одного радиоактивного атома, связанного с одним или несколькими другими атомами. Каждый атом окружен облаком электронов, которые вместе создают чрезвычайно сильное электрическое поле в молекуле, которое, по мнению физиков, может усиливать тонкие ядерные эффекты, такие как эффекты нарушения симметрии.

  Однако, за исключением некоторых астрофизических процессов, таких как слияние нейтронных звезд и звездные взрывы, интересующие нас радиоактивные молекулы не существуют в природе и поэтому должны быть созданы искусственно. Гарсия Руис и его коллеги совершенствовали методы создания радиоактивных молекул в лаборатории и точно изучали их свойства. В прошлом году они сообщили о методе получения молекул монофторида радия, или RaF, радиоактивной молекулы, которая содержит один нестабильный атом радия и атом фтора.

  В своем новом исследовании команда использовала аналогичные методы для производства изотопов RaF или версий радиоактивной молекулы с различным числом нейтронов. Как и в предыдущем эксперименте, исследователи использовали онлайн-сепаратор массы изотопов, или ISOLDE, в ЦЕРН в Женеве, Швейцария, для производства небольших количеств изотопов RaF.

  На объекте размещается пучок протонов низкой энергии, который команда направила на цель — диск размером в полдоллара из карбида урана, на который они также ввели фтористый углерод. Последовавшие за этим химические реакции породили зоопарк молекул, в том числе RaF, которые команда разделила с помощью точной системы лазеров, электромагнитных полей и ионных ловушек.

  Исследователи измерили массу каждой молекулы, чтобы оценить количество нейтронов в ядре молекулы радия. Затем они отсортировали молекулы по изотопам в соответствии с числом нейтронов.

  В конце концов, они отсортировали группы из пяти различных изотопов RaF, каждый из которых нес больше нейтронов, чем следующий. С помощью отдельной системы лазеров команда измерила квантовые уровни каждой молекулы.

  «Представьте себе молекулу, вибрирующую, как два шарика на пружине, с определенной энергией», — объясняет Удреску, аспирант Лаборатории ядерных наук Массачусетского технологического института. «Если вы измените количество нейтронов в одном из этих шаров, количество энергии может измениться. Но один нейтрон в 10 миллионов раз меньше молекулы, и с нашей нынешней точностью мы не ожидали, что изменение одного нейтрона создаст разницу в энергии, но это произошло. И мы смогли четко увидеть этот эффект».

  Удреску сравнивает чувствительность измерений с возможностью увидеть, как гора Эверест, расположенная на поверхности Солнца, может, пусть даже незначительно, изменить радиус Солнца. Для сравнения, увидеть определенные эффекты нарушения симметрии было бы похоже на то, как ширина одного человеческого волоса изменит радиус солнца.

  Результаты показывают, что радиоактивные молекулы, такие как RaF, сверхчувствительны к ядерным эффектам и что их чувствительность, вероятно, может выявить более тонкие, невиданные ранее эффекты, такие как крошечные свойства ядер, нарушающие симметрию, которые могут помочь объяснить материю Вселенной. — асимметрия антиматерии.

  «Эти очень тяжелые радиоактивные молекулы особенные и обладают чувствительностью к ядерным явлениям, чего мы не можем наблюдать у других молекул в природе», — говорит Удреску. «Это показывает, что, когда мы начинаем искать эффекты нарушения симметрии, у нас есть высокие шансы увидеть их в этих молекулах».

  Это исследование было частично поддержано Управлением ядерной физики Министерства энергетики США; глобальные посевные фонды MISTI; Европейский исследовательский совет; бельгийская исследовательская программа FWO Vlaanderen и BriX IAP; Немецкий исследовательский фонд; Совет по научно-техническим средствам Великобритании и стипендиальный грант Эрнеста Резерфорда.

  This Month in Physics History

  Фото: Карл Д. Андерсон, Physical Review Vol.43, p491 (1933) Фотография космического излучения, сделанная Андерсоном в камере Вильсона 1932 года, впервые показывает существование антиэлектрона. Частица входит снизу, ударяется о свинцовую пластину посередине и теряет энергию, что видно по большей кривизне верхней части трека.

  Звездный путь 9Создатель 0207 Джин Родденберри включил много фактической науки в то, что стало одной из самых успешных серийных франшиз всех времен. Одним из них являются двигатели на материи/антиматерии, которые питают «Энтерпрайз», позволяя ему предположительно двигаться со скоростью, превышающей скорость света.

  В 1928 году британский физик Пол Дирак показал, что теория относительности Эйнштейна подразумевает, что каждой частице во Вселенной соответствует античастица, каждая из которых имеет ту же массу, что и ее двойник, но с противоположным электрическим зарядом.

  Велась охота за экспериментальным подтверждением этой гипотезы; постдок Калифорнийского технологического института по имени Карл Д. Андерсон выиграет гонку.

  Андерсон родился в 1905 году в семье швейцарцев в Нью-Йорке. Когда ему было 7 лет, семья переехала в Лос-Анджелес, и вскоре после этого его родители развелись. Андерсон помогал поддерживать семью в очень юном возрасте, но ему все же удалось получить высшее образование в Калифорнийском технологическом институте. Первоначально он намеревался изучать электротехнику, но переключился на физику после посещения особенно вдохновляющих занятий по этому предмету. В конечном итоге он получил докторскую степень в области инженерной физики (теперь известной как прикладная физика) в Калифорнийском технологическом институте.

  Андерсон большую часть своей карьеры проработал в Калифорнийском технологическом институте. Его ранние исследования были связаны с рентгеновскими лучами, но затем Виктор Гесс открыл космические лучи в 1930 году. По совету своего наставника Роберта А. Милликена Андерсон обратил свое внимание на изучение этих высокоэнергетических частиц. Большинство ученых делали это, используя камеры Вильсона: короткий цилиндр со стеклянными торцевыми пластинами, содержащий газ, насыщенный водяным паром. Если ионизирующая частица проходит через камеру, она оставляет след из капель воды, который можно сфотографировать. Измеряя плотность капель, ученые могут сделать вывод о степени ионизации, указав тип прошедшей частицы.

  Андерсон построил свою собственную улучшенную версию камеры Вильсона, включив в нее поршень, чтобы он мог очень быстро снижать давление. Он также использовал смесь воды и спирта в камере. И он получил гораздо лучшие фотографии, чем его коллеги. Он окружил свою камеру большим электромагнитом, из-за которого пути ионизирующих частиц изгибались в круговые. Измерив кривизну этих дорожек, он смог рассчитать импульс частиц и определить знак заряда.

  Полученные фотографии удивили Андерсона, показав, что космические лучи производят ливни как положительно, так и отрицательно заряженных частиц, причем положительные заряды не могут быть протонами, как можно было бы ожидать, потому что радиус следа определяет тормозной путь протона, намного меньший, чем длина дорожки.

  Андерсон и Милликен предположили, что, возможно, положительно заряженные частицы были электронами, движущимися в противоположном направлении.

  Чтобы проверить гипотезу, Андерсон поместил в камеру свинцовую пластину. Когда частицы проходят через пластину, они выходят с другой стороны с более низкой энергией, чем в начале, поэтому можно определить направление движения.

  В августе 1932 года Андерсон сделал историческую фотографию положительно заряженного электрона (ныне известного как позитрон), проходящего через свинцовую пластину в камере Вильсона. Это определенно была положительно заряженная частица, и она двигалась вверх.

  Несмотря на первоначальный скептицизм со стороны научного сообщества, результат Андерсона был подтвержден в следующем году, и ученые пришли к выводу, что позитрон был одним из пары положительных и отрицательных электронов, образующихся при преобразовании гамма-излучения в материю.

  Его открытие принесло Андерсону Нобелевскую премию по физике в 1936 году в возрасте 31 года — он стал самым молодым человеком, удостоенным такой чести. Антипротоны — протоны с отрицательным зарядом вместо обычного положительного — были обнаружены исследователями Калифорнийского университета в Беркли в 1955 году, а в следующем году был открыт антинейтрон. Пройдет еще 30 лет, прежде чем ученые создадут первые антиатомы.

  В 1995 году исследователи ЦЕРН использовали низкоэнергетическое антипротонное кольцо (LEAR) для замедления, а не ускорения антипротонов. Таким образом, им удалось соединить позитроны и антипротоны вместе, создав девять антиатомов водорода, каждый из которых существует всего 40 наносекунд.

  В течение трех лет группа ЦЕРН производила до 2000 атомов антиводорода в час.

  Этого по-прежнему недостаточно для достижения практического движения на антивеществе. Потребуются тонны антипротонов, чтобы добраться до межзвездных пунктов назначения, однако ЦЕРН производит столько антипротонов за один год, чтобы зажечь 100-ваттную лампочку на три секунды. И это не считая огромного количества энергии, необходимой для питания интенсивных лучей, производящих антипротоны.

  Тем не менее, в 2000 году ученые НАСА объявили о ранних разработках двигателя на антивеществе, который мог бы заправлять космический корабль для полета на Марс, используя всего одну миллионную долю грамма антивещества.