Antymateria - wykład

Nasza ocena:

5
Wyświetleń: 595
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Antymateria - wykład - strona 1 Antymateria - wykład - strona 2 Antymateria - wykład - strona 3

Fragment notatki:

Antymateria
PAUL DIRAC (1902 - 1984)
Cały otaczający nas świat, cały Wszechświat, zbudowany jest z różnorodnych materiałów. Cała rozmaitość materii jest wynikiem połączeń kilku cząstek fundamentalnych. Obecnie znana nam materia we Wszechświecie jest zbudowana z blisko stu różnych rodzajów atomów,
przy czym, atom składa się z elektronów o ujemnym ładunku elektrycznym oraz z jądra
o dodatnim ładunku. Dzięki oddziaływaniu elektromagnetycznemu elektrony tworzą z jądrem układ zwany atomem. Na dzień dzisiejszy nasza wiedza ogranicza się jedynie do kwarków,
z których zbudowany jest każdy proton i neutron.
Czym więc jest antymateria?
W roku 1927 angielski fizyk, Paul Dirac, próbował rozwinąć teorię kwantową, która w  owym czasie nie chciała się zgadzać ze szczególną teorią względności Einsteina.
Dirac sformułował równanie, które pozwalało opisać zachowanie się elektronu.  
E2 = m02c4 + p2c2   Jako że energia w rozwiązaniu ma postać jej kwadratu, to pierwiastki z tego równania są dwa:
 
Początek formularza
Dirac (mając prawie 24 lata) stwierdził, że jego równanie opisujące falę elektronową miało dwa rozwiązania, z czego płynęły doprawdy dziwaczne konsekwencje: powinna istnieć inna cząstka o własnościach identycznych z elektronem, różniąca się od niego tylko ładunkiem elektrycznym. Stoi za tym bardzo proste matematyczne pojęcie: każde dziecko znające podstawy mnożenia wie, że pierwiastek kwadratowy z 4 równy jest 2 oraz -2, bo 2 × 2 = 4 i -2 × -2 = 4. Istnieją więc dwa rozwiązania: plus albo minus dwa.
Problem polegał na tym, że symetria wynikająca z równania Diraca oznaczała, iż dla każdej cząstki musi istnieć inna cząstka o takiej samej masie i przeciwnym ładunku elektrycznym. Dlatego Dirac przez jakiś czas zmagał się z tym dodatkowym rozwiązaniem, by wreszcie ustąpić i stwierdzić, iż w przyrodzie obok ujemnych muszą występować także dodatnie elektrony. Ktoś ukuł termin antymateria. Ta antymateria miała znajdować się wszędzie dookoła, tylko jakoś nikt nigdy jej jeszcze nie zauważył.
W roku 1932 młody fizyk z Caltech, Carl Anderson, zbudował komorę mgłową tak zaprojektowaną, by umożliwiała rejestrowanie i fotografowanie subatomowych cząstek. Magnes o dużej mocy otaczał urządzenie, by zakrzywiać tory cząstek pozwalając w ten sposób na badanie ich energii. Anderson złapał w swojej komorze jedną dziwaczną nową cząstkę, a raczej jej ślad. Nazwał ten nowy obiekt pozytonem, bo był identyczny

(…)

… z elektronem, tylko, że zamiast ujemnego, miał dodatni ładunek. Publikacja Andersona nie nawiązywała do równania Diraca, ale wkrótce dostrzeżono łączący je związek. Anderson znalazł nową postać materii, antycząstkę, która parę lat wcześniej wyskoczyła z równania Diraca. Wspomniane ślady w komorze mgłowej były śladami promieniowania kosmicznego, cząstek przybywających z odległych zakątków naszej Galaktyki, stale bombardujących atmosferę. By otrzymać jeszcze dokładniejsze dane, Anderson przetransportował swą aparaturę z Pasadeny na szczyt górski w Kolorado, gdzie powietrze jest rozrzedzone, a promieniowanie kosmiczne bardziej intensywne.
Na antyproton trzeba było czekać znacznie dłużej. W celu jego wykrycia zbudowano w Berkeley, w USA, akcelerator, o tak dobranej energii, by w zderzeniach wiązki protonów…
… fotony o charakterystycznej energii powstające podczas anihilacji np. elektronów. Mimo to podejrzewamy że antymaterii podczas Wielkiego Wybuchu uwolniło się dokładnie tyle samo co materii, lecz antymateria musi przebywać w innej "części" Wszechświata (inaczej uległa by anihilacji). Być może gdzieś są całe antyświaty zbudowane z antycząstek, jednak tego podejrzenia nie podziela wielu naukowców, uznając…
... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz