Antimaterio
Kontraŭmaterio aŭ antimaterio estas tia formo de materio, kiu konsistas el kontraŭpartikloj de normala materio - t.e. de partikloj kiuj havas malan ŝargon sed saman mason. Ekzemple, anstataŭ elektrono en kontraŭ-atomoj rolas pozitronoj kaj en ĝia nukleo kontraŭpartikloj de protono kaj neŭtrono. Kiam kontraŭmaterio kaj materio kunvenas, okazas procezo de anihilo. Plej ofte, altenergiaj fotonoj aŭ aliaj duopoj da kontraŭpartikloj aperas.
.jpg)
Antimaterio en la universo
La sciencaj teorioj akceptitaj asertas ke en la origino de la universo ekzistis materio kaj antimaterio en egalaj proporcioj. Sed la materio kaj la antimaterio neniigas sin reciproke, donante kiel rezulton puran energion, kaj tamen, la universo kiun ni observas estas formita nur de materio. Oni ne konas la motivojn pro kiuj oni ne trovas grandajn strukturojn de antimaterio en la universo. En fiziko, la procezo por kiu la kvanto de materio superis al tiu de antimaterio nomiĝas bariogenezo, kaj oni konsideras tri eblojn:
- Malgranda troo de materio post la Praeksplodo (Big Bang).
- Malsimetrio CP: En 1967, Andrej Saĥarov postulatis por la unua fojo ke la partikloj kaj la antipartikloj ne havis proprecojn ekzakte egalajn aŭ simetriajn
- Ekzisto de galaksioj de antimaterio ligitaj de antigravito: Tre malmultaj scienculoj konfidas en ĉi tiu eblo, sed ankoraŭ ne eblas tute ĝin forĵeti. Ĉi tiu tria eblo proponas la hipotezon ke povas ekzisti regionoj de la universo formitaj de antimaterio. Ĝis nun ne ekzistas maniero distingi inter materio kaj antimaterio je longaj distancoj, ĉar ilia konduto kaj proprecoj estas nedistingeblaj.
Historio
La ekvacio de Dirac, formulita de Paul Dirac en 1928, antaŭdiris la ekziston de antipartikloj, aparte de la partikloj de ordinara materio. Oni poste malkovris eksperimente multajn el la koncernaj antipartikloj: Carl David Anderson, en la Kalifornia Instituto de Teknologio malkovris la pozitronon en 1932. Dudek tri jarojn poste, en 1955, Emilio Segrè kaj Owen Chamberlain, en la Universitato de Berkeley, la antiprotonon kaj antineŭtronon.
Sed la unua fojo kiam povis paroli propre pri antimaterio, tio estas, pri "materio" formita de antipartikloj, okazis en 1965, kiam du teamoj sukcesis krei antideŭteronon, antipartiklo formita je antiprotono kaj antineŭtrono. La antipartiklo estis atingita en la Akcelilo Protono-Sinkrotrono de CERN, prizorgata de Antonino Zichichi, kaj paralele fare Leon Lederman, en la akcelilo AGS (Alternating Gradient Synchrotron) de la Nacia Laboratorio de Brookhaven, en Nov-Jorko.
Do ne nur simplaj kontraŭpartikloj estas kreitaj en laboratorioj, sed ankaŭ kontraŭmolekuloj. En 1995, CERN anoncis ke ĝi kreis naŭ kontraŭhidrogenojn per usona procezo, per kiu antiprotonoj kaj pozitronoj estas kunligitaj. Fermilab (usona laboratorio apud Ĉikago) konfirmis tiun eltrovon per kreado de cent kontraŭhidrogenoj.[1] Eĉ kontraŭheliumo-3 estis produktita per kolizio-eksperimento de plumbo-jonoj.[2]
Produktado kaj kosto de la antimaterio
La antimaterio estas la plej multekosta substanco de la mondo, kun estimita kosto de po ĉirkaŭ 60.000 milionoj de usonaj dolaroj ĉiu miligramo.
La produktado de antimaterio, krom konsumi enormajn kvantojn de energio, estas tre malmulte efika. Krome, pro tio ke la antimaterio neniiĝas je la kontakto kun la materio, la kondiĉoj de stokado —apartigado per elektromagnetaj kampoj—, havas same grandan koston.
Uzoj de la antimaterio
Eĉ se la antimaterio estas for de la ebleco esti konsiderita rekte utila pro ĝia grandega kosto kaj la teknologiaj malfacilaĵoj de manipulado, la antipartikloj ja trovis oportunajn uzojn: la pozitrona emisia tomografio estas jam realaĵo.
Oni ankaŭ esploras pri uzoj en armilaro, pro la tre altaj energioj elsenditaj ĉe la anihilado de antimaterio.
Antimaterio en la fikcio
Kiel estas logike, la energiplena kapablo de la antimaterio, kunigite al ekzoteco de ĝia koncepto, igis ĝin referenco en futurismaj verkoj aŭ en scienc-fikcio, tiel en brulaĵoj kiel en armilaroj.
Tre fama ekzemplo estas la libro Anĝeloj kaj demonoj de Dan Brown.
La plej populara ŝipo kiu utiligas antimaterion kiel brulaĵon estas la Enterprise de la sagao Star Trek. Oni ankaŭ uzas ĝin en la filmo Avatar.
Vidu ankaŭ
Referencoj
- ↑ G. Gabrielse (1999). “The ingredients of cold antihydrogen: Simultaneous confinement of antiprotons and positrons at 4 K”, Physics Letters B 455 (1–4), p. 311–315. doi:10.1016/S0370-2693(99)00453-0.
- ↑ R. Arsenescu et al. (2003). “Antihelium-3 production in lead-lead collisions at 158 A GeV/c”, New Journal of Physics 5, p. 1. doi:10.1088/1367-2630/5/1/301.