Ena izmed najbolj zanimivih nalog sodobne znanosti je razkrivanje skrivnosti vesolja. Znano je, da je vse na svetu sestavljeno iz snovi ali snovi. Toda po domnevah znanstvenikov v trenutku velikega poka ni nastala le snov, ki sestavlja vse predmete okoliškega sveta, ampak tudi tako imenovana antimaterija, antimaterija in s tem antidelci zadeva.
Protidelec elektrona
Prvi antidelec, katerega obstoj je bil predviden in nato znanstveno dokazan, je bil pozitron.
Da bi razumeli izvor tega antidelca, se je vredno sklicevati na strukturo atoma. Znano je, da jedro atoma vsebuje protone (pozitivno nabiti delci) in nevtrone (delce, ki nimajo naboja). Po njegovih orbitah krožijo elektroni – delci z negativnim električnim nabojem.
Pozitron je antidelec elektrona. Ima pozitiven naboj. V fiziki je simbol za pozitron videti takole: e+ (simbol, ki se uporablja za označevanje elektrona, jee-). Ta antidelec se pojavi kot posledica radioaktivnega razpada.
Kako se pozitron razlikuje od protona?
Naboj pozitrona je pozitiven, zato je njegova razlika od elektrona in nevtrona očitna. Toda proton ima za razliko od elektrona in nevtrona tudi pozitiven naboj. Nekateri ljudje naredijo napako, če verjamejo, da sta pozitron in proton v bistvu ista stvar.
Razlika je v tem, da je proton delec, del snovi, materije, ki sestavlja naš svet, ki je del vsakega atomskega jedra. Pozitron je antidelec elektrona. Nima nič skupnega s protonom, razen pozitivnega naboja.
Kdo je odkril pozitron?
Prvič je obstoj pozitrona predlagal angleški fizik Paul Dirac leta 1928. Njegova hipoteza je bila, da antidelec s pozitivnim nabojem ustreza elektronu. Poleg tega je Dirac predlagal, da bi po srečanju oba delca izginila in pri tem sprostila veliko količino energije. Druga njegova hipoteza je bila, da obstaja inverzni proces, v katerem se pojavita elektron in delec, ki sta mu inverzna. Fotografija prikazuje sledi elektrona in njegovih antidelcev
Nekaj let pozneje je fizik Carl Anderson (ZDA), ki je fotografiral delce z oblačno komoro in preučeval njihove sledi, odkril sledi delcev, podobnih elektronom. Vendar pa so imele proge obratno ukrivljenost od magnetnega polja. Zato je bil njihov naboj pozitiven. Razmerje med nabojem delcev in maso je bilo enako kot pri elektronu. Tako je bila Diracova teorija eksperimentalno potrjena. Anderson je dalTa antidelec se imenuje pozitron. Za svoje odkritje je bil znanstvenik nagrajen z Nobelovo nagrado za fiziko.
Spreženi sistem elektrona in pozitrona se imenuje "pozitronij".
Izničenje
Izraz "uničenje" je preveden kot "izginotje" ali "uničenje". Ko je Paul Dirac predlagal, da bosta elektron delcev in antidelec elektrona izginila v trku, je bilo mišljeno njuno izničenje. Z drugimi besedami, ta izraz opisuje proces interakcije med snovjo in antimaterijo, ki vodi do njunega medsebojnega izginotja in sproščanja energetskih virov med tem procesom. Kot taka do uničenja materije ne pride, le začne obstajati v drugačni obliki.
Pri trku elektrona in pozitrona nastanejo fotoni - kvanti elektromagnetnega sevanja. Nimajo niti naboja niti mase mirovanja.
Obstaja tudi obraten proces, imenovan "rojstvo para". V tem primeru se delec in antidelec pojavita kot posledica elektromagnetne ali druge interakcije.
Tudi ko trčita en pozitron in en elektron, se energija sprosti. Dovolj je, da si predstavljamo, do česa bo pripeljal trk številnih delcev z antidelci. Energetski potencial uničenja za človeštvo je neprecenljiv.
Antiproton in antinevtron
Logično je domnevati, da ker antidelec elektrona obstaja v naravi, bi morali drugi temeljni delciimajo antidelce. Antiproton in antinevtron sta bila odkrita leta 1955 oziroma 1956. Antiproton ima negativen naboj, antinevtron nima naboja. Odprti antidelci se imenujejo antinukleoni. Tako ima antisnov naslednjo obliko: jedra atomov so sestavljena iz antinukleonov, pozitroni pa krožijo okoli jedra.
Leta 1969 je bil v ZSSR pridobljen prvi izotop antihelija.
Leta 1995 je bil antivodik razvit v CERN-u (evropski laboratorij za jedrske raziskave).
Pridobivanje antimaterije in njenega pomena
Kot rečeno, se antidelci elektrona, protona in nevtrona lahko uničijo s svojimi prvotnimi delci in med trkom ustvarijo energijo. Zato je preučevanje teh pojavov velikega pomena za različna področja znanosti.
Pridobivanje antimaterije je izjemno dolg, naporen in drag proces. Za to se gradijo posebni pospeševalniki delcev in magnetne pasti, ki naj zadržijo nastalo antimaterijo. Antimaterija je najdražja snov doslej.
Če bi lahko začeli proizvodnjo antimaterije, bi človeštvo oskrbovalo z energijo več let. Poleg tega bi lahko antimaterijo uporabili za izdelavo raketnega goriva, saj bi to gorivo dejansko pridobili preprosto iz stika antimaterije s katero koli snovjo.
Antmaterial Threat
Kot številna odkritja, ki jih je naredil človek, lahko odkritje elektronskih in nukleonskih antidelcev predstavlja ljudemresna grožnja. Vsi poznajo moč atomske bombe in uničenje, ki ga lahko povzroči. Toda moč eksplozije med stikom snovi z antimaterijo je ogromna in večkrat večja od sile atomske bombe. Če bodo nekega dne izumili "protibombo", se bo človeštvo postavilo na rob samouničenja.
Kakšne zaključke lahko naredimo?
- Vesolje je sestavljeno iz snovi in antimaterije.
- Protidelci elektronov in nukleonov se imenujejo "pozitron" in "antinukleoni".
- Antidelci imajo nasproten naboj.
- Trčenje snovi in antimaterije vodi v uničenje.
- Energija uničenja je tako velika, da lahko služi človeku v korist in ogroža njegov obstoj.
