Modern bilimin karşı karşıya olduğu en ilginç görevlerden biri, evrenin gizemlerini çözmektir. Dünyadaki her şeyin madde veya maddeden oluştuğu bilinmektedir. Ancak, bilim adamlarının varsayımlarına göre, Büyük Patlama anında, yalnızca çevreleyen dünyanın tüm nesnelerini oluşturan madde değil, aynı zamanda sözde antimadde, antimadde ve dolayısıyla antipartiküller de oluştu. önemli.
Elektronun antiparçacığı
Varlığı tahmin edilen ve ardından bilimsel olarak kanıtlanan ilk antiparçacık pozitrondu.
Bu karşı parçacığın kökenini anlamak için atomun yapısına bakmakta fayda var. Bir atomun çekirdeğinin protonlar (pozitif yüklü parçacıklar) ve nötronlar (yükü olmayan parçacıklar) içerdiği bilinmektedir. Elektronlar yörüngelerinde dolaşır - negatif elektrik yüklü parçacıklar.
Pozitron, elektronun antiparçacığıdır. Pozitif bir yükü var. Fizikte, bir pozitronun sembolü şöyle görünür: e+ (bir elektronu belirtmek için kullanılan sembol,e-). Bu antiparçacık, radyoaktif bozunmanın bir sonucu olarak ortaya çıkar.
Pozitronun protondan farkı nedir?
Pozitronun yükü pozitiftir, dolayısıyla elektron ve nötrondan farkı açıktır. Ancak proton, elektron ve nötronun aksine pozitif bir yüke sahiptir. Bazı insanlar, bir pozitron ve bir protonun aslında aynı şey olduğuna inanma hatasına düşerler.
Aradaki fark, protonun bir parçacık, maddenin bir parçası, her atom çekirdeğinin bir parçası olan dünyamızı oluşturan madde olmasıdır. Pozitron, elektronun antiparçacığıdır. Pozitif bir yük dışında protonla hiçbir ilgisi yoktur.
Pozitronu kim keşfetti?
Pozitronun varlığı ilk kez 1928'de İngiliz fizikçi Paul Dirac tarafından önerildi. Hipotezi, pozitif yüklü bir antiparçacığın elektrona karşılık gelmesiydi. Ek olarak, Dirac, karşılaşan her iki parçacığın da yok olacağını ve bu süreçte büyük miktarda enerji açığa çıkaracağını öne sürdü. Hipotezlerinden bir diğeri, bir elektronun ve bir parçacığın göründüğü ters bir süreç olduğuydu. Fotoğrafta bir elektronun ve onun antiparçacıklarının izleri görülüyor
Birkaç yıl sonra, fizikçi Carl Anderson (ABD), bir bulut odasıyla parçacıkları fotoğraflayarak ve izlerini inceleyerek elektronlara benzer parçacıkların izlerini keşfetti. Bununla birlikte, paletler manyetik alandan ters bir eğriliğe sahipti. Bu nedenle, suçlamaları olumluydu. Parçacık yükünün kütleye oranı bir elektronunkiyle aynıydı. Böylece Dirac'ın teorisi deneysel olarak doğrulandı. Anderson verdiBu antiparçacık pozitron olarak adlandırılır. Bu keşfinden dolayı bilim adamına Nobel Fizik Ödülü verildi.
Elektron ve pozitronun birleştiği sisteme "pozitronyum" denir.
Yok etme
"Yok olma" terimi "kaybolma" veya "yıkım" olarak çevrilir. Paul Dirac, parçacık elektronunun ve elektronun antiparçacığının bir çarpışmada ortadan kaybolacağını öne sürdüğünde, kastedilen onların yok edilmesiydi. Başka bir deyişle, bu terim, madde ve antimadde arasındaki etkileşimin, karşılıklı olarak ortadan kaybolmasına ve bu süreçte enerji kaynaklarının serbest kalmasına yol açma sürecini tanımlar. Hal böyle olunca da maddenin tahribi gerçekleşmez, sadece farklı bir biçimde var olmaya başlar.
Bir elektron ve bir pozitronun çarpışması sırasında fotonlar üretilir - elektromanyetik radyasyon kuantumları. Ne yükleri ne de dinlenme kütleleri vardır.
Bir de "çiftin doğumu" denen ters bir süreç var. Bu durumda, parçacık ve antiparçacık elektromanyetik veya başka bir etkileşimin sonucu olarak ortaya çıkar.
Bir pozitron ve bir elektron çarpışsa bile enerji açığa çıkar. Birçok parçacığın antiparçacıklarla çarpışmasının neye yol açacağını hayal etmek yeterlidir. İnsanlık için yok olmanın enerji potansiyeli paha biçilemez.
Antiproton ve antineutron
Elektronun antiparçacığı doğada var olduğuna göre, diğer temel parçacıkların da olması gerektiğini varsaymak mantıklıdır.antiparçacıkları var. Antiproton ve antineutron sırasıyla 1955 ve 1956'da keşfedildi. Bir antiprotonun negatif yükü vardır, bir antinötronun yükü yoktur. Açık antiparçacıklara antinükleon denir. Böylece, antimadde şu forma sahiptir: atom çekirdeği antinükleonlardan oluşur ve pozitronlar çekirdeğin etrafında döner.
1969'da, ilk antihelyum izotopu SSCB'de elde edildi.
1995 yılında, antihidrojen CERN'de (Avrupa nükleer araştırma laboratuvarı) geliştirildi.
Karşımadde ve anlamını elde etme
Söylendiği gibi elektron, proton ve nötronun karşıt parçacıkları, çarpışma sırasında enerji üreterek orijinal parçacıklarıyla yok olabilirler. Bu nedenle, bu fenomenlerin incelenmesi, çeşitli bilim alanları için büyük önem taşımaktadır.
Karşımadde elde etmek son derece uzun, zahmetli ve maliyetli bir süreçtir. Bunun için, ortaya çıkan antimaddeyi tutması gereken özel parçacık hızlandırıcıları ve manyetik tuzaklar inşa ediliyor. Antimadde bugüne kadarki en pahalı maddedir.
Karşımadde üretimi yayına alınabilseydi, o zaman insanlığa uzun yıllar boyunca enerji sağlanırdı. Ek olarak, antimadde roket yakıtı oluşturmak için kullanılabilir, çünkü aslında bu yakıt sadece antimaddenin herhangi bir maddeyle temasından elde edilmiş olurdu.
Antimadde Tehdidi
İnsan tarafından yapılan birçok keşif gibi, elektron ve nükleon karşıt parçacıklarının keşfi de insanlaraciddi bir tehdit. Atom bombasının gücünü ve neden olabileceği yıkımı herkes bilir. Ancak maddenin antimadde ile teması sırasındaki patlamanın gücü muazzamdır ve bir atom bombasının kuvvetinden kat kat fazladır. Dolayısıyla bir gün bir "anti-bomba" icat edilirse insanlık kendini yok etmenin eşiğine gelir.
Hangi sonuçlara varabiliriz?
- Evren madde ve antimaddeden oluşur.
- Elektron ve nükleonların karşıt parçacıklarına "pozitron" ve "antinükleonlar" denir.
- Karşıt parçacıklar zıt yüke sahiptir.
- Madde ve antimaddenin çarpışması yok olmaya yol açar.
- Yok olma enerjisi o kadar büyüktür ki, hem kişinin yararına olabilir hem de varlığını tehdit edebilir.
