Антиматерия это

Узнайте, что такое антиматерия, состоящая из античастиц с противоположным зарядом. Рассмотрим процессы ее образования в активных галактиках и ускорителях частиц. Вопросы существования и преобладания антиматерии во Вселенной остаются нерешенными.

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 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. Нейтрон же является своей античастицей.

Где найти антиматерию

Античастицы образуются в ядрах активных галактик и на ускорителях частиц. На Земле античастицы встречаются в трех обстоятельствах.

1. Верхние слои атмосферы: Верхние слои атмосферы под воздействием космических лучей образуют античастицы при встрече с земными частицами. Эти процессы схожи с теми, которые происходят в ускорителях заряженных частиц.
2. Разряд молнии: При разряде молнии образуются гамма-кванты с достаточно высокой энергией, которые могут выбить один нейтрон из атмосферного азота, образуя нестабильный изотоп азота 13N.
3. Ускорители: В ускорителях античастицы образуются как побочный продукт других экспериментов.

Получение антиматерии

Ученым удалось получить антиматерию в различных экспериментах. В 1965 году группа под руководством Л. Ледермана наблюдала события образования ядер антидейтерия. В 1970 году группа ученых под руководством Ю. Д. Прокошкина из Института физики высоких энергий (г. Протвино) зарегистрировала несколько событий образования ядер. В 1970-1974 годах группой под руководством Ю. Д. Прокошкина на серпуховском ускорителе были получены более тяжелые антиядра, такие как тритий и гелий. В 2001 году в ЦЕРНе был синтезирован атом антиводорода, который состоит из позитрона и антипротона. В последние годы ученым удалось кратковременно поймать в «ловушку» атомы антивещества.

Антиматерия во Вселенной

Наблюдение антиматерии во Вселенной является сложной задачей, так как фотоны, рождающиеся при взаимодействии частиц антиматерии между собой, неотличимы от фотонов, рождающихся при взаимодействии частиц материи. Однако астрономические методы позволяют наблюдать образование частиц антивещества в ядрах активных галактик. Важным аргументом в пользу преобладания материи над антиматерией является наблюдение космических лучей, состоящих из частиц материи.

Существует гипотеза о существовании областей Вселенной, где преобладает антиматерия. Однако проблема существования антиматерии в видимой Вселенной остается нерешенной. Вопросы о возможности использования антиматерии и о причинах асимметрии между веществом и антивеществом являются одними из важнейших в современной физике.

Заключение

Антиматерия представляет собой вещество, состоящее из античастиц, обладающих противоположным электрическим зарядом по сравнению с обычными частицами. Она может быть образована в активных галактиках и на ускорителях частиц. В наблюдаемой части Вселенной антиматерия является редким явлением, и вопросы о ее существовании и преобладании в отдельных областях Вселенной остаются нерешенными. Изучение антиматерии является важной задачей современной физики и может пролить свет на фундаментальные вопросы о происхождении и развитии Вселенной.