| Адроны | |
| Альфа-распад | |
| Альфа-частица | |
| Аннигиляция | |
| Антивещество | |
| Антинейтрон | |
| Антипротон | |
| Античастицы | |
| Атом | |
| Атомная единица массы | |
| Атомная электростанция | |
| Барионное число | |
| Барионы | |
| Бета-распад | |
| Бетатрон | |
| Бета-частицы | |
| Бозе – Эйнштейна статистика | |
| Бозоны | |
| Большой адронный коллайдер | |
| Большой Взрыв | |
Боттом. Боттомоний | |
| Брейта-Вигнера формула | |
| Быстрота | |
| Векторная доминантность | |
| Великое объединение | |
| Взаимодействие частиц | |
| Вильсона камера | |
| Виртуальные частицы | |
| Водорода атом | |
| Возбуждённые состояния ядер | |
| Волновая функция | |
| Волновое уравнение | |
| Волны де Бройля | |
| Встречные пучки | |
| Гамильтониан | |
| Гамма-излучение | |
| Гамма-квант | |
| Гамма-спектрометр | |
| Гамма-спектроскопия | |
| Гаусса распределение | |
| Гейгера счётчик | |
| Гигантский дипольный резонанс | |
| Гиперядра | |
| Глюоны | |
| Годоскоп | |
| Гравитационное взаимодействие | |
| Дейтрон | |
| Деление атомных ядер | |
| Детекторы частиц | |
| Дирака уравнение | |
| Дифракция частиц | |
| Доза излучения | |
| Дозиметр | |
| Доплера эффект | |
| Единая теория поля | |
| Зарядовое сопряжение | |
| Зеркальные ядра | |
| Избыток массы (дефект массы) | |
| Изобары | |
| Изомерия ядерная | |
| Изоспин | |
| Изоспиновый мультиплет | |
| Изотопов разделение | |
| Изотопы | |
| Ионизирующее излучение | |
| Искровая камера | |
| Квантовая механика | |
| Квантовая теория поля | |
| Квантовые операторы | |
| Квантовые числа | |
| Квантовый переход | |
| Квант света | |
| Кварк-глюонная плазма | |
| Кварки | |
| Коллайдер | |
| Комбинированная инверсия | |
| Комптона эффект | |
| Комптоновская длина волны | |
| Конверсия внутренняя | |
| Константы связи | |
| Конфайнмент | |
| Корпускулярно волновой дуализм | |
| Космические лучи | |
| Критическая масса | |
| Лептоны | |
| Линейные ускорители | |
| Лоренца преобразования | |
| Лоренца сила | |
| Магические ядра | |
| Магнитный дипольный момент ядра | |
| Магнитный спектрометр | |
| Максвелла уравнения | |
| Масса частицы | |
| Масс-спектрометр | |
| Массовое число | |
| Масштабная инвариантность | |
| Мезоны | |
| Мессбауэра эффект | |
| Меченые атомы | |
| Микротрон | |
| Нейтрино | |
| Нейтрон | |
| Нейтронная звезда | |
| Нейтронная физика | |
| Неопределённостей соотношения | |
| Нормы радиационной безопасности | |
| Нуклеосинтез | |
| Нуклид | |
| Нуклон | |
| Обращение времени | |
| Орбитальный момент | |
| Осциллятор | |
| Отбора правила | |
| Пар образование | |
| Период полураспада | |
| Планка постоянная | |
| Планка формула | |
| Позитрон | |
| Поляризация | |
| Поляризация вакуума | |
| Потенциальная яма | |
| Потенциальный барьер | |
| Принцип Паули | |
| Принцип суперпозиции | |
| Промежуточные W-, Z-бозоны | |
| Пропагатор | |
| Пропорциональный счётчик | |
| Пространственная инверсия | |
| Пространственная четность | |
| Протон | |
| Пуассона распределение | |
| Пузырьковая камера | |
| Радиационный фон | |
| Радиоактивность | |
| Радиоактивные семейства | |
| Радиометрия | |
| Расходимости | |
| Резерфорда опыт | |
| Резонансы (резонансные частицы) | |
| Реликтовое микроволновое излучение | |
| Светимость ускорителя | |
| Сечение эффективное | |
| Сильное взаимодействие | |
| Синтеза реакции | |
| Синхротрон | |
| Синхрофазотрон | |
| Синхроциклотрон | |
| Система единиц измерений | |
| Слабое взаимодействие | |
| Солнечные нейтрино | |
| Сохранения законы | |
| Спаривания эффект | |
| Спин | |
| Спин-орбитальное взаимодействие | |
| Спиральность | |
| Стандартная модель | |
| Статистика | |
| Странные частицы | |
| Струи адронные | |
| Субатомные частицы | |
| Суперсимметрия | |
| Сферическая система координат | |
| Тёмная материя | |
| Термоядерные реакции | |
| Термоядерный реактор | |
| Тормозное излучение | |
| Трансурановые элементы | |
| Трек | |
| Туннельный эффект | |
| Ускорители заряженных частиц | |
| Фазотрон | |
| Фейнмана диаграммы | |
| Фермионы | |
| Формфактор | |
| Фотон | |
| Фотоэффект | |
| Фундаментальная длина | |
| Хиггса бозон | |
| Цвет | |
| Цепные ядерные реакции | |
| Цикл CNO | |
| Циклические ускорители | |
| Циклотрон | |
Чарм. Чармоний | |
| Черенковский счётчик | |
| Черенковсое излучение | |
| Черные дыры | |
| Шредингера уравнение | |
| Электрический квадрупольный момент ядра | |
| Электромагнитное взаимодействие | |
| Электрон | |
| Электрослабое взаимодействие | |
| Элементарные частицы | |
| Ядерная физика | |
| Ядерная энергия | |
| Ядерные модели | |
| Ядерные реакции | |
| Ядерный взрыв | |
| Ядерный реактор | |
| Ядра энергия связи | |
| Ядро атомное | |
| Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) |
msimagelist>
Антивещество
Antimatter
Антивещество −
материя, состоящая из античастиц.
Структура вещества и антивещества схожа.
Различие между веществом и антивеществом возможно только за счёт слабого
взаимодействия. Первой частицей антивещества был обнаруженный в 1932 г.
позитрон e+. В 1965 г. был синтезирован антидейтрон
, состоящий
из антипротона
и антинейтрона
. В 1995
г. был синтезирован атом антиводорода, состоящий из позитрона e+
и антипротона
.
Наблюдаемая часть Вселенной состоит исключительно из вещества. Считается,
что асимметрия между веществом и антивеществом возникла в первые мгновения
образования Вселенной после Большого Взрыва. Столкновение объектов, состоящих
из вещества и антивещества, приводит к аннигиляции входящих в их состав
частиц и античастиц.
Подробнее см. Антиматерия
Антивещество | это… Что такое Антивещество?
Антивещество́ — вещество, состоящее из античастиц.
Содержание
|
такжеСвойства
По современным представлениям, силы, определяющие структуру материи (сильное взаимодействие, образующее ядра, и электромагнитное взаимодействие, образующее атомы и молекулы), совершенно одинаковы (симметричны) как для частиц, так и для античастиц. Это означает, что структура антивещества должна быть идентична структуре обычного вещества.
Отличие вещества и антивещества возможно только за счёт слабого взаимодействия, однако при обычных температурах слабые эффекты пренебрежимо малы.
При взаимодействии вещества и антивещества происходит их аннигиляция, при этом образуются высокоэнергичные фотоны или пары частиц-античастиц. Подсчитано, что при вступлении во взаимодействие 1 кг антивещества и 1 кг вещества выделится приблизительно 1,8·1017джоулей энергии, что эквивалентно энергии выделяемой при взрыве 42,96 мегатонн тротила. Самое мощное ядерное устройство из когда-либо взрывавшихся на планете, «Царь-бомба» (масса ~ 20 т), соответствовало 57 мегатоннам.
Следует отметить, что порядка 50 % энергии при аннигиляции пары нуклон-антинуклон выделяется в форме нейтрино, которые практически не взаимодействуют с веществом.
Ведётся довольно много рассуждений на тему того, почему наблюдаемая часть Вселенной состоит почти исключительно из вещества и существуют ли другие места, заполненные, наоборот, практически полностью антивеществом; но на сегодняшний день наблюдаемая асимметрия вещества и антивещества во вселенной — одна из самых больших нерешенных задач физики (см. Барионная асимметрия Вселенной). Предполагается, что столь сильная асимметрия возникла в первые доли секунды после Большого Взрыва.
Получение
Первым объектом, целиком составленным из античастиц, был синтезированный в 1965 году анти-дейтрон; затем были получены и более тяжёлые антиядра. В 1995 году в ЦЕРНе был синтезирован атом антиводорода, состоящий из позитрона и антипротона. В последние годы антиводород был получен в значительных количествах и было начато детальное изучение его свойств.
В 2010 году физикам впервые удалось кратковременно поймать в «ловушку» атомы антивещества. Для этого ученые охлаждали облако, содержащее около 30 тысяч антипротонов, до температуры 200 кельвинов (минус 73,15 градуса Цельсия), и облако из 2 миллионов позитронов до температуры 40 кельвинов (минус 233,15 градуса Цельсия). Физики охлаждали антивещество в ловушке Пеннинга, встроенной внутрь ловушки Иоффе-Питчарда. В общей сложности было поймано 38 атомов, которые удерживались 172 миллисекунды[1].
В мае 2011 года результаты предыдущего эксперимента удалось значительно улучшить — на этот раз было поймано 309 антипротонов, которые удерживались 1000 секунд. Дальнейшие эксперименты по удержанию антивещества призваны показать наличие или отсутствие для антивещества эффекта антигравитации[2].
Стоимость
Антивещество известно как самая дорогая субстанция на Земле — по оценкам НАСА 2006 года, производство миллиграмма позитронов стоило примерно 25 миллионов долларов США[3].
По оценке 1999 года, один грамм антиводорода стоил бы 62,5 триллиона долларов[4]. По оценке CERN 2001 года, производство миллиардной доли грамма антивещества (объём, использованный CERN в столкновениях частиц и античастиц в течение десяти лет) стоило несколько сотен миллионов швейцарских франков[5].
См. также
- Антимир
- Материя (физика)
- Субстанция
- Нерешённые проблемы современной физики
Примечания
- ↑ «Физики впервые поймали в ловушку атомы антивещества.»: Лента.Ру, 18.11.2010, 12:45:23.
- ↑ «Antihydrogen Trapped For 1000 Seconds»: The Physics arXiv Blog, 02.05.2011
- ↑ New and Improved Antimatter Spaceship for Mars Missions. NASA (2006). Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 28 сентября 2009.
- ↑ Reaching for the stars: Scientists examine using antimatter and fusion to propel future spacecraft. NASA (12 april 1999).
Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 21 августа 2008. - ↑ Questions & Answers. CERN (2001). Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 24 мая 2008.
Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 21 августа 2008.Ссылки
- Физики заявили о готовности экспериментировать с антиматерией — 2011
Что такое антивещество? – EWT
Фон
Хотя это звучит как научная фантастика, антиматерия существует. Это противоположность материи. Материя формируется из частиц, которые мы видим в окружающем нас мире, — атомов, состоящих из протонов и электронов. Противоположность частицы называется античастицей. Для электрона противоположностью является позитрон. Для протона противоположность называется антипротоном. По массе и размеру античастицы идентичны частицам. Масса позитрона точно такая же, как у электрона. Разница в заряде. Электрон имеет заряд -1; позитрон имеет заряд +1.
Целые атомы могут быть построены из компонентов антиматерии. Атом с одним протоном и одним электроном называется водородом. Эквивалентом в мире антиматерии является антиводород, который может быть построен из одного антипротона и позитрона. См. изображение ниже.
Антивещество можно найти на Земле, хотя оно не будет существовать очень долго. Антиматерия быстро аннигилирует с материей. В экспериментах обнаружено, что электрон и позитрон аннигилируют и производят два гамма-луча.
На Земле и в окружающей нас галактике мы знаем, что материи намного больше, чем антиматерии. В противном случае мы бы увидели аннигиляцию и стали бы свидетелями гамма-излучения. Если частица и ее античастица идентичны, за исключением заряда, почему в нашей галактике Млечный Путь доминирует обычная материя? Этот вопрос асимметрии является постоянной темой в науке, чтобы понять, почему материя доминирует. Однако стоит отметить, что фотон является своей собственной античастицей, а это означает, что фотон идентичен независимо от того, генерируется он материей или антиматерией.
Вполне возможно, что далекая галактика, которую мы воспринимаем как фотоны (свет), может состоять из антивещества и генерировать тот же самый фотон. Единственный способ узнать, состоит ли галактика из антивещества, — это столкнуться с галактикой, состоящей из обычного вещества, в котором мы бы обнаружили аннигиляцию в виде гамма-лучей. Это приводит к возможности того, что материя и антиматерия могут быть симметричны, если половина Вселенной разделена и состоит из антиматерии. Или все же остается другая возможность, что материя доминирует, и нам нужно понять, почему.
Авторы и права: Popular Mechanics
Объяснение
Единственным правилом теории волн энергии для движения центра волны или частицы является движение, направленное на минимизацию амплитуды волны (Закон № 4 Законов Теории). Это управляет не только всеми силами, но также созданием и вращением частиц. Частица состоит из центров волн, которые отражают продольные волны, создавая стоячие волны ( см.
среднюю часть диаграммы ниже для стоячей волны ).
Когда внутренняя и обратная волны объединяются для создания стоячей волны, имеется два узла для каждой длины волны , где амплитуда равна нулю. Следуя правилу движения, центры волн перемещаются к узлам стоячих волн, чтобы минимизировать амплитуду волны. Частицы представляют собой образование центров волн, размещенных в этих узлах. Два возможных узла разделены на половине длины волны , иначе известной как 180-градусное фазовое разделение или то, что также называют противофазой волны.
Частицы, такие как электрон, образуются из комбинации центров волн, расположенных на разных длинах волн. В этих стоячих волнах каждый центр волны стабилен, потому что амплитуда в узле равна нулю. В приведенном выше примере электрон можно рассматривать как фиолетовый значок с отрицательным символом. Для сравнения, эквивалентом электрона в антиматерии является позитрон. Он также образован из того же числа волновых центров, что и электрон, но в противоположном узле волны.
В приведенном выше примере позитрон можно рассматривать как черный значок с положительным символом.
За пределами радиуса частицы волны распространяются по форме. Нет узла стоячей волны, где центры волн можно было бы удобно расположить для минимальной амплитуды. Конструктивная интерференция волн возникает для двух частиц, находящихся в одном узле (одной и той же фазе). Например, два позитрона или два электрона будут конструктивными , а амплитуда между частицами будет увеличиваться на , заставляя частицы удаляться, чтобы минимизировать амплитуду. Но позитрон и электрон будут разрушительными и амплитуда уменьшится между двумя частицами — притяжение частиц, так как они минимизируют амплитуду. Последнее проявляется в аннигиляции частиц.
Материя состоит из электронов, протонов и нейтронов. Однако заряженные частицы — это электрон и протон, которые находятся в противоположных узлах стоячей волны и создают деструктивную интерференцию волн, чтобы быть привлекательными.
Заряженными частицами антивещества являются позитрон и антипротон. Ниже приводится сводка положения частицы в каждом узле стоячей волны:
- Позитрон, Протон – Узел №1 (+)
- Электрон, Антипротон – Узел №2 (-)
Различие между материей и антиматерией заключается просто в положении узла стоячей волны.
В видеоролике Что такое антиматерия ниже представлено описание антиматерии и ее поведения.
9-31 кг и отрицательный электрический заряд -1, его версия антивещества — позитрон — имеет ту же массу, но положительный заряд +1.
Некоторые частицы не имеют эквивалента антивещества.
Например, частицы, передающие силу, такие как фотоны и бозон Хиггса, часто являются своими собственными античастицами, в то время как ведутся споры о том, применимо ли то же самое к нейтрино и антинейтрино. Во всех случаях, если античастица встретится с противоположным номером, они аннигилируют во взрыве света и энергии.
Некоторые частицы антивещества на самом деле довольно распространены, поскольку позитроны образуются при бета-распаде некоторых радиоактивных элементов. На самом деле мы сами излучаем позитроны, во многом благодаря радиоактивному калию-40 в наших телах. Бананы и бразильские орехи также являются регулярными источниками выбросов. Однако эти частицы не задерживаются надолго, поскольку они аннигилируют при контакте со своим первым электроном.
Одна из величайших загадок, окружающих антивещество, заключается в том, почему его так мало вокруг. Согласно лучшим имеющимся у нас моделям ранней Вселенной, Большой взрыв должен был произвести равное количество материи и антиматерии.
Почему же тогда мы живем во вселенной, где доминирует материя? Было предложено много теоретических ответов, а экспериментальные испытания планируется провести в лаборатории физики элементарных частиц CERN недалеко от Женевы, Швейцария.
Реклама
1898 Физик Артур Шустер. положительно заряженный электрон антиматерии – позитрон
1932 Карл Андерсон открывает положение в космических лучах
1964 Открытие CP-нарушения, асимметрии в процессах образования материи и антиматерии, в процессах с участием странных кварков
1982 Низкоэнергетическое антипротонное кольцо LEAR введено в действие в ЦЕРН с целью производства антиводорода
1995 LEAR производит первые атомы антиводорода, но они перемещаются слишком быстро, чтобы их можно было изучать
2000 Запуск фабрики антивещества ЦЕРН с использованием преемника LEAR, антипротонного замедлителя
2001 Открытие CP-нарушения в процессах с участием нижних кварков
2008 Запуск Большого адронного коллайдера со специальным экспериментом LHCb, изучающим редкие процессы антиматерии
2014 область без поля», необходимая для проведения точных измерений
2017 Эксперимент BASE на Фабрике антиматерии ЦЕРН измеряет магнитный момент антипротона с точностью 1,5 части на миллиард, что лучше, чем эквивалентное измерение протона.