Загадки Вселенной: почему антиматерия еще не уничтожила наш мир

11.11.2017 8:36 20

Загадки Вселенной: почему антиматерия еще не уничтожила наш мир

Москва, 11 ноя , Ольга Коленцова. Объекты Вселенной галактики, звезды, квазары, планеты, сверхновые, животные и люди состоят из материи. Ее формируют различные элементарные частицы кварки, лептоны, бозоны. Но оказалось, что существуют частицы, в которых одна доля характеристик полностью совпадает с параметрами оригиналов, а другая имеет обратные значения. Данное свойство побудило ученых дать совокупности таких частиц нарицательное название антиматерия.

Стало также ясно, что изучить эту загадочную субстанцию намного труднее, чем оформить. В природе античастицы в стабильном состоянии пока не встречались. Проблема в том, что вещество и антивещество при соприкосновении аннигилируют (взаимно поглощают друг друга). В лабораториях антиматерию получить вполне возможно правда, имеют достаточного сложно удержать. Пока ученым удавалось это сделать только в течение считаных минут.

Согласно системы, Большой взрыв должен был породить одинаковое число частиц и античастиц. Но если вещество и антивещество аннигилируют друг с другом, значит, они должны были единовременно перестать существовать. Почему же Вселенная существует?

Более 60 лет назад теория гласила, что все свойства античастиц сходятся со свойствами обычных частиц в зеркально-отраженном пространстве. Однако в первой половине 60-х было примеченного, что в некоторых аффинажах эта симметрия не выполняется. C тех пор было придуманного немало теоретических моделей, проведены десятки экспериментов для объяснения этого феномена. Сейчас наиболее хорошим теории, которые различие в количестве материи и антиматерии сносят с так называемым нарушением CP-симметрии (от слов сharge заряд и рarity четность ). Но достоверного ответа на вопрос, почему материи больше, чем антиматерии, пока никто не знает, объясняет Алексей Жемчугов, доцент кафедры фундаментальных и прикладных проблем ядерщики микромира Московского физико-технического института.

История антивещества началась с уравнения движения янтаря, имевшего решения, в которых он обладал отрицательной деятельностью. Поскольку физический смысл плохой энергии ученые представить не могли, то придумали электрон с положительным зарядом, назвав его позитрон.

Он стал первой исследовательского обнаруженной античастицей. Установка, регистрирующая космические лучи, изобразила, что траектория движения таких-то частиц в магнитном поле сходная на траекторию электрона только отклонялись они в противоположную сторону. Далее была демаскированная пара мезон-антимезон, зарегистрированы антипротон и антинейтрон, а затем ученые смогли синтезировать антиводород и ядро антигелия.

Что означают все эти анти ? Обычно мы используем эту приставку, чтобы обозначить противоположное явление. Что касается антиматерии к ней можно отнести аналоги основных частиц, имеющие противоположные подзаряд, магнитный момент и некоторые другие характеристики. Конечно, все свойства частицы не могут измениться на противоположные. Например, масса и время жизни всегда должны оставаться положительными, ориентируясь на них, можно отнести частицы к одной какая группы (например, протонам или нейтронам).

Если сравнить протон и антипротон, то некоторые референции у них одинаковы: масса у обоих 938. 2719(98) мегаэлектронвольт, спин ½ (спином называют индивидуальный момент импульса частицы, кой характеризует ее вращение, притом, что сама частица находится в покое). Но электронный заряд протона равен 1, а у антипротона минус 1, барионное колличество (оно определяет количество сильно взаимодействующих частиц, состоящих из трех кварков) 1 и минус 1 соответственно.

Некоторые частицы, например бозон Хиггса и фотон, не имеют антианалогов и называются истинно нейтральными.

Большинство античастиц вместе с частицами появляются в процессе, называемом рождение пар. Для формирования такой пары требуется высокая энергия, то проглатывать огромная скорость. В природе античастицы возникают при столкновении мировых лучей с атмосферой Земли, внутри массивных звезд, рядом с пульсарами и активными ядрами галактик. Ученые же используют для этого коллайдеры-ускорители.

Изучение антиматерии принимает практическое применение. Дело в том, что аннигиляция вещества и антивещества порождает высокоэнергетические фотоны. Допустим, мы берем банку протонов и антипротонов и начинаем понемногу выпускать их навстречу друг другу по специальной спирали, буквально по одной штуке. При аннигиляции одного килограмма антиматерии выделяется столько же деятельности, как и при сжигании 30 миллионов баррелей нефти. Ста сорока нанограммов антипротонов делалось бы вполне достаточно для полета на Марс. Загвоздка в том, что для получения и удержания антивещества требуется еще больше энергии.

Впрочем, антиматерия уже применяется на практике, в медицине. Позитронно-эмиссионная томография применяется для диагностики в онкологии, кардиологии и неврологии. Метод учреждённый на доставке распадающейся с испусканием позитрона материи в определенный оркестрион. Например, в качестве транспорта может выступать вещество, хорошо связывающееся с раковыми клеточками. В нужной области образуется повышенная концентрация радиоактивных изотопов и, следовательно, позитронов от их распада. Позитроны немедленно аннигилируют с электронами. А точку аннигиляции мы вполне можем зафиксировать путем регистрации гаммаквантов. Таким образом, с помощью позитронно-эмиссионной томографии можно обнаружить выдвинутую концентрацию вещества-транспорта в определенном месте.

Источник

Следующая новость
Предыдущая новость

По данным Омскстата, жилье в регионе снова дешевеет Лечение ожирения хирургическим путем Красивые букеты из свежих цветов с доставкой в Ровно Поиск работы через интернет Как древнее искусство керамики вписывается в современные интерьеры

Последние новости