НОВИНИ


ФАКТИ ЗА АНТИМАТЕРИЯТА, КОИТО МОЖЕ БИ НЕ ЗНАЕТЕ
31.01.2016

Снимка: physics.stackexchange.com

Антиматерията е толкова странна и чужда за нас, така че е нормално да предизвиква любопитството ни. Представяме ви някои малко известни факти за нея.
 
Това, което може би всички знаят: - Почти всяка частица има антиматериален аналог: частица със същата маса, но с обратен заряд, и някои други качества. - Антиматерията е най-концентрирана форма на енергия, което знаем, защото се анихилира при среща с обикновена материя, отделяйки огромно количество енергия. - Антиматерията е най-скъпото вещество, добито от хората. - Според теорията на Големия взрив в началото материята и антиматерията трябва да са били в равни количества. Като се срещат, те взаимно се унищожават и остава само чистата енергия.И ние не би трябвало да съществуваме. Но ние съществуваме. Физиците предполагат, че това е така, защото за всеки милиард двойки частици материя-антиматерия е имало една допълнителна частица материя. Учените и досега се опитват да обяснят тази асиметрия. Но това, което е по-малко известно е, че: Антиматерията е по-близо до вас, отколкото си мислите Малки количества антиматерия постоянно падат върху Земята под формата на космически лъчи, енергийни частици от космоса. Тези частици антивещество достигнат нашата атмосфера с ниво една до сто на квадратен метър. Има данни, че антиматерия се ражда по време на гръмотевични бури ("Необясними облаци от анти-електрони в гръмотевична буря"). Има и други източници на антиматерия, които са по-близо до нас. Бананите, например, произвеждат антивещество, излъчвайки един позитрон (античастицата на електрона) веднъж на около 75 минути. Това е така, защото бананите съдържат малки количества калии-40, естествено срещащ се изотоп на калия. При разпада на калий-40 понякога се отделя позитрон. Нашите тела също съдържат калий-40 и следователно, трябва да излъчваме позитрони. Антиматерията се анихилира веднага при контакт с материята, така че тези частици антиматерия не живеят много дълго. Антиматерията се изследва в забавители на частици
 


Вероятно сте чували за ускорители на частици, но чували ли сте за забавители? В CERN се намира машина, наречена Antiproton Decelerator, в чийто пръстен се улавят и забавят антипротони, за да се проучат техните свойства и поведения.

В ускорителите като Големия адронен ускорител частиците получат енергиен тласък всеки път, когато направят обиколка по кръга. Забавителите работят в обратна посока: вместо да ускоряват частиците, те ги тласкат в обратна посока


Има капани за антиматерия
За да изследват антиматерия, избягвайки анихилацията й с материята, учените са открили няколко начина как да постигнат това.

Заредените частици антиматерия като позитрони и антипротони може да се съхраняват в така наречените капани на Пенинг. Те наподобяват малки ускорители на частици. Вътре в тях частиците се движат по спирала, докато магнитни и електрически полета ги пазят от сблъсък със стените на капана.

Капаните на Пенинг не работят за неутрални частици като антиводорода. Тъй като нямат заряд, тези частици не могат да бъдат ограничени от електрически полета. Те се задържат в капаните на Йофе, които работят създавайки област от пространството, където магнитното поле става по-голямо във всички посоки. Частици антиматерия остават в областта с най-слабо магнитно поле.

Магнитното поле на Земята може да действа като капан за антиматерия. Антипротоните са в определени райони около Земята - радиационните пояси на Ван Ален.


Антиматерията може да пада
Частиците материя и антиматерия имат една и съща маса, но се различават по свойства, като например електрически заряд и спин. Стандартният модел прогнозира, че гравитацията трябва да работят по един и същи начин и на материя, и на антиматерия, но трябва да се наблюдава, за да бъдем сигурни.

Експерименти като AEGIS, ALPHA и GBAR работят по този въпрос.

Да се наблюдава гравитационния ефект върху антиматерията не е толкова просто като да се наблюдава как пада ябълка от дървото. Тези експерименти изискват запазването на антиматерия в капан или забавянето й чрез охлаждане до температури малко над абсолютната нула. И тъй като гравитацията е най-слабата от фундаменталните физични сили трябва да използват неутрални частици антиматерия в тези експерименти, за да се предотврати взаимодействие с по-мощната електромагнитна сила.


Неутриното може да бъде собствената си античастица
 


Една частица материя и нейният антиматериален партньор имат противоположни заряди, така че лесно може да се прави разлика между тях. Неутриното са почти безмасови частици, които рядко взаимодействат с материята и нямат заряд. Учените смятат, че те може да са Майоранови частици, клас на хипотетични частици, които са и свои собствени античастици.

Проекти като Majorana Demonstrator и EXO-200 са насочени към определянето на това дали неутриното са Майоранови частици, наблюдавайки поведението на т.нар безнеутринен двоен бета разпад.

Някои радиоактивни ядра се разпадат едновременно, изпускайки два електрона и две неутрино. Ако неутриното е собствената си античастица, те ще се анихилират след двойния разпад и учени ще наблюдават само на електроните.

Намирането на Майораново неутрино може да помогне да се обясни защо съществува асиметрия между материя и антиматерия. Физиците смятат, че Майорановите неутрина може да бъдат или тежки, или леки. Леките съществуват и сега, а тежките са съществували непосредствено след Големия взрив. Тежките Майоранови неутрина са се разпадали асиметрично, което е довело до появата на малко количество вещество, с което се е изпълнила Вселената.


В космоса може да се крие антиматерия
Един от начините, по които учените се опитват да решат проблема с асиметрията на материя-антиматерия, е търсенето на антиматерия, останала от Големия взрив.

Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) е детектор на частици, който се намира на Международната космическа станция. AMS съдържа магнитни полета, които огъват пътя на космическите частици и отделят материя от антиматерия. Неговите детектори трябва да открият и идентифицират такива частици по начина, по който преминават.

Сблъсъците на космическите лъчи обикновено произвеждат позитрони и антипротони, но вероятността да се създаде атом антихелий остава изключително ниска поради гигантското количество енергия, необходима за този процес. Това означава, че наблюдението на поне едно ядро антихелий ще бъде силно доказателство за съществуването на гигантско количество антиматерия, която е останала нейде във Вселената.

По материали на symmetrymagazine.org

 
източник: nauka.offnews.bg

 


 
707190