Antymateria (On12)

Antymateria: Zdjęcie pierwszego pozytonu (antyelektronu) zaobserwowanego w komorze mgłowej (komorze Wilsona)

Obrazek: Zdjęcie pierwszego pozytonu (antyelektronu) zaobserwowanego w komorze mgłowej (komorze Wilsona)

Czym jest antymateria? Powstaje też pytanie, czy to, co fizycy nazywają antymaterią (antycząstkami), zawiera się również w przedstawionej (poprzednie wpisy) definicji materii?

Problem antymaterii został sformułowany w 1928 r. przez Paula A.M. Diraca, który przewidział istnienie tzw. antycząstek, a następnie odkrytych doświadczalnie.

Antycząstki różnią się od cząstek zwykłych znakiem ładunku elektrycznego, barionowego lub leptonowego (zazwyczaj znakiem dwóch ładunków).

Parami cząstek i antycząstek są przykładowo:
Antymateria: Proton-antyproton
Oddziaływanie proton-antyproton o mocy 540 GeV. Zdjęcie wykonane w 1982 r. na Synchrotronie Super Proton w CERN, przy współpracy UA5.
  • elektron – antyelektron (pozyton)
  •      –                  +
  •      e                  e
  • neutron     antyneutron
  •     +                  –
  •     b                 b
  • neutrino     antyneutrino
  •     +                  –
  •      l                   l 

Znaczy to, że pierwsza para różni się znakiem ładunku elektrycznego (e), druga – znakiem ładunku barionowego (b), a trzecia – znakiem ładunku leptonowego (l).

Łączenie cząstek z odpowiadającymi im antycząstkami powoduje zwykle przekształcenie ich w cząstki absolutnie neutralne (całkowicie obojętne), to jest cząstki, które nie mają żadnego z trzech wymienionych ładunków (np. fotony lub pewne rodzaje mezonów).

Takie przekształcenie fizycy nazywają anihilacją, np. elektron i pozyton mogą przekształcić się (anihilować) w foton.

Warto zaznaczyć, że we Wszechświecie ma miejsce olbrzymia dysproporcja ilościowa na korzyść cząstek. Na około 1 mld cząstek zwykłych przypada 1 antycząstka. Sprawa dysproporcji materii i antymaterii, nie została dotąd w fizyce wyjaśniona. Jest to kwestia o tyle ważna, że gdyby powyższa dysproporcja nie istniała, to także wszyscy ludzi a nawet wszystkie obiekty fizyczne zbudowane z cząstek i antycząstek, w tym także atomy, nie mogłyby istnieć. Istniałoby jedynie neutralne promieniowanie elektromagnetyczne, grawitacyjne i inne.

Antymateria zawiera się też w omawianej definicji materii (tzn. posiada wszystkie sześć atrybutów materii), zatem w fizyce mamy faktycznie nie dwa, lecz trzy rodzaje materii:

  1. materię korpuskularną (zbudowaną z cząstek zwykłych)
  2. materię polową (zbudowaną na ogół z cząstek absolutnie neutralnych)
  3. antymaterię korpuskularną (zbudowaną z antycząstek).

Z uwagi na powyższe ustalenia wprowadzenie terminu “antymateria” okazało się dość niefortunne, jednakże z powodu jego upowszechnienia termin ten nadal jest w użyciu.

Iva Kalina, 01.11.2017 

Ilustracje:

Oddziaływanie proton-antyproton  źródło: Wikimedia Commons
Zdjęcie pierwszego pozytonu  źródło: Wikimedia Commons

About Achatoja

Kilka słów o autorze.

View all posts by Achatoja →

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *