Антиматерия, или антивещество, состоит из античастиц с противоположными электрическими зарядами. Узнайте о свойствах, образовании и местонахождении антиматерии во Вселенной. NOCFN
Cодержание
Антиматерия, или антивещество, представляет собой вещество, состоящее из античастиц. Она имеет такую же структуру, как и обычное вещество, но с противоположными электрическими зарядами. Антиматерия состоит из атомов, которые в свою очередь состоят из антипротонов, антинейтронов и позитронов, они являются античастицами обычных протонов, нейтронов и электронов соответственно.
Сходства и отличия антиматерии от обычного вещества
Античастицы имеют те же характеристики, что и их обычные аналоги, но с противоположными электрическими зарядами. Антипротоны обладают отрицательным зарядом, в то время как их обычные близнецы имеют положительный заряд. Позитроны, в свою очередь, обладают положительным зарядом, в отличие от отрицательно заряженных электронов. Нейтроны также имеют свои античастицы - антинейтроны, которые состоят из антикварков.
Где можно найти антиматерию?
Антиматерия образуется в активных галактиках и на ускорителях частиц, где частицы и античастицы образуются вместе. Однако они сразу же аннигилируют, т.е. взаимоуничтожаются. В природе античастицы можно встретить в трех случаях.
Во-первых, античастицы образуются в верхних слоях атмосферы под воздействием космических лучей. При встрече этих лучей с земными частицами происходят аналогичные процессы, которые наблюдаются на ускорителях заряженных частиц.
Во-вторых, античастицы образуются при разряде молнии. Грозовой разряд является своеобразным природным реактором, в котором гамма-кванты обладают достаточной энергией, чтобы выбить из атмосферного азота нейтрон. Так образуется нестабильный изотоп азота 13N.
Наконец, античастицы могут образовываться в ускорителях в результате других экспериментов. Сегодня наблюдение античастиц в коллайдерах уже не вызывает большой интерес, но загадка заключается в том, почему во Вселенной так мало античастиц, учитывая, что они образуются в ускорителях в равной степени.
См. также
Свойства антиматерии и аннигиляция
При взаимодействии вещества и антивещества происходит их аннигиляция, в результате которой образуются высокоэнергетические фотоны или пары частиц-античастиц. Антиматерия обладает теми же свойствами, что и обычное вещество, за исключением знака электрического заряда. Это свойство обусловлено нарушением сохранения четности в слабых взаимодействиях.
Где находится антиматерия во Вселенной?
В наблюдаемой нами части Вселенной не обнаружено существенных скоплений антиматерии. Она была замечена только в виде позитронов в космических лучах. Причина этой асимметрии остается нерешенной проблемой в современной физике. Возможно, в пространстве существуют области, заполненные практически полностью антивеществом, однако это пока не доказано.
Получение антиматерии
Первые наблюдения образования антидейтерия были сделаны в 1965 году. В 1970 году были получены ядра антитрития и антигелия. В 2001 году в ЦЕРНе был синтезирован полноценный атом антиводорода, состоящий из антипротона и позитрона. В последние годы ученым удалось "поймать" атомы антивещества в ловушке и провести их детальное изучение.
См. также
Стоимость антиматерии
Антиматерия считается самым дорогим веществом в мире. В 2006 году стоимость получения одного миллиграмма позитронов составляла 25 миллионов долларов, а грамма антиводорода - 62,5 триллиона долларов. Однако, до синтеза антиматерии в таких количествах еще далеко.
Что нам скажет Википедия?
Антивещество́ — вещество, состоящее из античастиц, стабильно не образующееся в природе (наблюдательные данные не свидетельствуют об обнаружении антивещества в нашей Галактике и за её пределами).
Ядра антивещества, синтезированные учёными, состоят из антипротонов и антинейтронов, а оболочки — из позитронов.
При взаимодействии вещества и антивещества происходит их аннигиляция, при этом образуются высокоэнергетические фотоны или пары частиц-античастиц.
В наблюдаемой нами части Вселенной существенных скоплений антивещества не обнаружено, однако ведутся споры о том, состоит ли Вселенная почти исключительно из вещества, и существуют ли другие места, заполненные, наоборот, практически полностью антивеществом.
Асимметрия вещества и антивещества во Вселенной — одна из самых больших нерешенных задач физики (см. Барионная асимметрия Вселенной); предполагается, что асимметрия возникла в первые доли секунды после Большого Взрыва.
